Versuchsgüter der Pflanzenproduktion. Klostergut Reinshof Klostergut Marienstein Klostergut Deppoldshausen. Quelle: Landpixel

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1 Versuchsgüter der Pflanzenproduktion Klostergut Reinshof Klostergut Marienstein Klostergut Deppoldshausen Quelle: Landpixel 2015

2 Klostergut Reinshof Klostergut Reinshof Versuchswirtschaft für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der GeorgAugustUniversität Göttingen GöttingenReinshof, Tel. 0551/72111 Klostergut Marienstein Versuchswirtschaft für Agrarökonomie und Agrartechnik der GeorgAugustUniversität Göttingen NörtenHardenberg, Tel. 0551/72111 Leiter der Versuchswirtschaften Wirtschaftsleiter: Dr. D. Augustin M. Müller

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 3 1. Allgemeines Inhaltsverzeichnis Institutsadressen Aufgabenstellung II. Betriebsbeschreibung 6 Lageplan 13 III. Feldversuche und Versuchswesen der Institute 14 der Fakultät für Agrarwissenschaften Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung IMPAC³ Mischanbau für eine verbesserte nachhaltige Landnutzung in Ackerbau, Grünland und Forst 14 IMPAC³ Pflanzenbau: Wurzelsysteme in Reinund Mischbeständen von Leguminosen und Nichtlegunimosen 16 IMPAC³ Pflanzenzüchtung (Ackerkulturen): Identifizierung von Pflanzenmerkmalen für ackerbauliche Gemenge 17 IMPAC³ Grasland: Welche Eigenschaften von Grünlandpflanzen beeinflussen den Ertrag im Mischanbau? 18 IMPAC³ Forst: Biomassenzuwachs in gemischten Pappel und Robinienkurzumtriebsplantagen 19 IMPAC³: Biologie: Reaktion von Bodenorganismen auf Mischfruchtanbau und Feedbacks zu Pflanzen 21 IMPAC³ Entomologie: Multitrophic interactions in mixed cropping systems (above ground) 21 IMPAC³ Scientific Subproject II.3 Wurzelsysteme in Rein und Mischbeständen von Leguminosen und Nichtleguminosen 22 Abteilung Pflanzenbau Abteilung Pflanzenzüchtung Anbau von Energiepflanzen und Index ihrer relativen Anbauwürdigkeit (IrA) 23 Bodenbearbeitungsversuch Hohes Feld 25 Vertikale Wurzelverteilung in einem AckerbohnenHaferGemenge bei differenzierter Bodenbearbeitung und unter Trockenstress 27 Pflanzenbauliche Strategien zur Minderung der Verunkrautung bei Mulchsaat von Ackerbohnen 29 Fachgruppe Genetische Ressourcen und ökologische Züchtung 31 Rapszuchtgarten 33 Ackerbohnenzuchtgarten 35 Züchtungsforschung Mais 37 Abteilung Pflanzenernährung Langzeitversuch zur P und KDüngung und Ertragsphysiologie auf dem Reinshof 39

4 Inhaltsverzeichnis 4 Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz Untersuchungen zu Fruchtfolgen mit Energiepflanzen als ein Beitrag zur Reduktion von phytomedizinischen Risiken und des Pflanzenschutzmitteleinsatzes im Ackerbau 42 Effizienz der Biocontrolorganismen Fusarium oxysporum F2 (FoF2) und Verticillium tricorpus 1808 (Vt1808) gegen Verticillium longisporum in Winterraps unter Feldbedingungen 44 Einfluss der Fruchtfolge auf die Entwicklung von Pilzkrankheiten, Schädlingen und Unkräutern Im Raps 46 Resistenzbewertung von Rapssorten gegen Erreger der Wurzelhals und Stängelfäule Phoma lingam 47 Abteilung Agrarökologie Arbeitsgruppe Graslandwissenschaft Untersuchungen der Insektengemeinschaften in Gärten und der Einfluss der angrenzenden Umgebung auf die Insektenvielfalt 49 Studentisches Praktikum zum Randeffekt auf Pflanzen, Tiere und ökologische Prozesse in an Wald grenzende ökologisch und konventionell bewirtschaftete Weizenfelder 50 Versuchs und Demonstrationsfläche Agroforst 51 Institut für Zuckerrübenforschung Wertprüfung der Rhizoctoniaresistenz von Zuckerrüben 53 Sortenversuch zur Rhizoctoniaresistenz von Zuckerrüben 54 Einfluss der Bodenstruktur auf das Rhizoctonia Inokulumpotential im Boden und den RhizoctoniaBefall von Zuckerrüben 55 BüsgenInstitut Ökopedologie der gemäßigten Zonen Priming Effects in the Rhizosphere of Maize. Mechanism and Field Relevance 57

5 5 Klostergut Reinshof und Klostergut Marienstein Feldführer 2015 Forschungsarbeiten und ergebnisse sowie Veröffentlichungen durch: Department für Nutzpflanzenwissenschaften 1. Abteilungen Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, VonSieboldStr. 8, Göttingen, Tel.: 0551/ (Pflanzenb.), Tel.: 0551/ (Pflanzenzücht.) 2. Abteilung Pflanzenernährung und Ertragsphysiologie Göttingen, CarlSprengel Weg 1, Göttingen, Tel.: 0551/ Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz, Grisebachstr. 6, Göttingen, Tel.: 0551/ Abteilung Agrarökologie, Grisebachstr. 6, Göttingen Tel.: 0551/ Abteilung Graslandwissenschaft, vonsieboldstr. 8, Göttingen Tel.: 0551/ Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung, Griesebachstr. 6, Göttingen, Tel.: 0551/ Institut für Zuckerrübenforschung, Holtenser Landstraße 77, Göttingen, Tel.: 0551/ J. F. BlumenbachInstitut für Zoologie und Anthropologie, Berliner Str. 28, Göttingen, Tel.: 0551/ BurkhardtInstitut, Abteilung Waldbau und Waldökologie der gemäßigten Zonen, Büsgenweg 1, Göttingen, Tel.: 0551/ BüsgenInstitut, Abteilung Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung, Büsgenweg 2, Göttingen, Tel.: 0551/ BüsgenInstitut, Abteilung Ökopedologie der gemäßigten Zonen, Büsgenweg 2, Göttingen, Tel.: 0551/ BüsgenInstitut, Abteilung Forstbotanik und Baumphysiologie, Büsgenweg 2, Göttingen, Tel.: 0551/

6 Beschreibung und Aufgabenstellung 6 I Beschreibung und Aufgabenstellung Versuchsgüter Die Versuchsgüter der Universität Göttingen stehen der agrarwissenschaftlichen Fakultät als Experimental, Lehr, und Demonstrationsbasis zur Verfügung. Den Schwerpunkt für die Forschung bilden die einzelnen Versuchsanstellungen. Daneben werden auch Datenerhebungen auf Betriebszweigebene für Forschung und Lehre genutzt. Zusätzlich sind die Versuchsgüter durch Lehrkurse, studentische Übungen und Seminare in den Lehrplan des Fachbereiches Agrarwissenschaften eingebunden. Klostergut Reinshof Klostergut Marienstein Klostergut Deppoldshausen 1. Das in der Leineaue südlich von Göttingen gelegene Klostergut Reinshof wird seit 1980 als Versuchsgut für Pflanzenbau und züchtung genutzt. Die Einrichtungen des Versuchsgutes stehen auch den Instituten anderer Fachrichtungen der Fakultät für Versuchsdurchführungen zur Verfügung. Darüber hinaus dient auch das nördlich von Göttingen gelegene Klostergut Marienstein mit Flächen in Göttingen, Holtensen und Weende Feldversuche Versuchsanstellungen. Seit dem stehen mit dem Klostergut Deppoldshausen auch Kalksteinverwitterungsböden als Grenzertragsstandort für verschiedene Fragestellungen zur Verfügung 2. Für die Organisation, Koordinierung und Integration des Versuchswesens ist der Leiter der Versuchswirtschaften (Dr. Augustin) unter Aufsicht der Arbeitsgemeinschaft der Versuchsgüter zuständig. Die wissenschaftliche Leitung obliegt Prof. Dr. Rauber. Auf einer 1 ha großen Fläche des Klostergutes Reinshof befindet sich die Versuchsstation des Instituts für Pflanzenbau und züchtung mit Labor, Gewächshaus, Werkstatt, Maschinenhalle und Arbeitsräumen. 3. Die Versuchsgüter verfügen über 750 ha landwirtschaftliche Nutzfläche (LF) mit sehr unterschiedlichen Bodenarten. Etwa 1/3 der Fläche ist für Feldversuche geeignet. Parzellenversuche finden überwiegend auf den homogenen Aulehmen des Reinshofes statt. Durch die unterschiedlichen naturräumlichen Standorte kann weites Spektrum an pflanzenbaulichen Fragestellungen einschließlich vergleichender Untersuchungen abgedeckt werden. Schwerpunkte der Versuchstätigkeit sind seit Beginn der 80er Jahre auf die Entwicklung umweltschonender Anbausysteme sowohl in Pflanzenzüchtung, ernährung, pathologie und allgemeinem Pflanzenbau. Durch langfristig konzipierte Forschungsvorhaben werden praxisorientierte Nutzungssysteme (Extensivierung/integrierte Anbausysteme) entwickelt. Seit 1993 werden diese Untersuchungen durch Forschungsvorhaben des ökologischen Landbaus ergänzt. Das Feldversuchswesen ist wie folgt strukturiert: Zuchtgärten (Wechselflächen; 3 bis 6jährig) ca. 22 ha Dauerversuchsflächen konventioneller Anbau ca. 35 ha Untersuchungen zum ökologischen Landbau ca. 10 ha Versuche in Feldbeständen ca. 30 ha Dauerversuchsflächen Agroforst ca. 8 ha Demonstrationsflächen ca. 5 ha

7 Beschreibung und Aufgabenstellung 7 4 Betriebsbeschreibung Reinshof, Marienstein, Deppoldshausen 4.1 Betriebsgröße und Nutzflächen (Wj. 2015) Nutzung Fläche in ha Reinshof Marienstein Deppoldshausen Summe Ackerland Grünland 319 3, ,7 149,5 9,8 723,5 17,7 LF Hof Wege, Gräben Wasser Holzung Unland Garten Insgesamt 322,2 3,1 4,6 1,8 0,5 1,9 0,3 334,4 259,7 1,7 1 1,6 159,3 0,4 5,4 6, ,2 5,2 11 1,8 6,7 14,5 0, ,3 780,7 Die Betriebsfläche des Reinshofes liegt im Wasserschutzgebiet (Wasserschutzzone III). Der überwiegende Teil gehört zum Landschaftsschutzgebiet Leinebergland. Etwa 30 v. H. der LF liegen im Überschwemmungsgebiet von Leine und Garte. Die Betriebsfläche Deppoldshausens liegt je zur Hälfte in den Wasserschutzgebieten II+III. Es werden auf dem Reinshof 31 ha und in Deppoldshausen 75 ha ökologisch bewirtschaftet. 4.2 Natürliche Verhältnisse: Böden Reinshof: etwa 80 % Auenböden (Lehme bis tonige Lehme) aus Schwemmlöß etwa 20 % Grießerden aus Löß Ackerzahl: 83 BP (50 93) Deppoldshausen: Kalksteinverwitterungsböden Unterer Muschelkalk 20% Mittlerer Muschelkalk 70% Oberer Muschelkalk 10% Ackerzahl: BP; durchschn. 46 BP Klima Reinshof: Höhenlage über NN 150 m Niederschläge langj. Durchschnitt 645 mm (Mai Juli = 203 mm; MaiSept. = 310 mm) Rel. wenig Niederschläge recht gleichmäßig verteilt über durschn. 121 Tage mittl. Jahrestemp. langj. Durchschnitt 8,7 C (MaiJuli = 15,3 C; MaiSept. = 15,2 C).

8 Beschreibung und Aufgabenstellung 8 Periode zwischen erstem und letztem Frost: 170 Tage Mittlere relative Luftfeuchtigkeit 77,3 % Deppoldshausen: Höhenlage über NN mittl. Jahrestemp. 330 m langj. Durchschnitt 7,7 C. 4.3 Fruchtfolgen und Anbau im Konventionellen Ackerbau: Auf besseren Flächen lauten die Fruchtfolgen: ZR WW WW (Senf als Vorfrucht) oder ZR WW WG (Ölrettich als Vorfrucht) Die Fruchtfolge auf der nichtrübenfähigen Fläche lautet: WR WW WW WR WW WG Die Fruchtfolge für die Energieproduktion Mais WW WG ZFSG Mais WW ZR WW Mais WW ZFGrünroggen Etwa 35 % der Fläche wird jährlich gepflügt. Im Zuckerrübenanbau überwiegt die Mulchsaat. Für den Zwischenfruchtanbau vor Rüben kommt überwiegend Senf oder bei Nematodenvorkommen Ölrettich zu Einsatz. Gedrillt wird Getreide und Raps mit einer gezogenen Scheiben Grubberkombination (Vaederstad). 4.4 Fruchtfolgen und Anbau im ökologischen Ackerbau: Ökologischer Ackerbau: Auf dem Reinshof und in Deppoldshausen wird die gleiche Fruchtfolge angebaut: Kleegras WW Erbsen WR SW oder Kleegras WW Ackerbohnen WR SW Bodenbearbeitung Stoppel werden einmal tief und 2 3 mal flach gegrubbert. Grundsätzlich wird einmal im Jahr gepflügt. Erbsen und WW werden i.d.r. einmal gehackt und je nach Erfordernis und Witterung werden alle Früchte bis zu 3 mal gestriegelt. Auf den sehr tonigen Flächen in Deppoldshausen kann häufig gar nicht gehackt oder gestriegelt werden. Im Ökoanbau wird meist in Kombination mit der Kreiselegge gedrillt. Stickstoff wird ausschließlich über Leguminosen zugeführt.

9 4.5 Anbauverhältnis Reinshof Beschreibung und Aufgabenstellung Fruchtart ha AF ha AF ha AF ha AF ha AF ha AF ha AF ha AF ha AF W.Weizen S. Weizen W.Gerste Roggen Hafer/SoGerste 87,1 16,5 39,5 8,0 Sa. Getreide 151,1 64 % Raps Zuckerrüben Mais Ackerbohnen Erbsen Grünroggen Kleegras Blühmisch./Silphie 0 64,6 0 80,5 7,2 40,4 1,5 129,6 57 % 0 62,1 7,8 86,8 2,6 32,0 13,0 4,9 139,3 58 % 15,2 44,3 2, ,5 31,4 6, ,0 64 % 0 54,3 2, ,2 26,2 2,8 7, % 0 62,4 7,2 30, ,1 3,1 1,5 92,6 39 % ,5 0,5 14,1 14, ,5 1,5 0, % 47,5 33, ,8 2,95 0, % 21,6 48,3 49,1 11,5 3 14, ,5 1, % 0 49,4 65,7 8, ,5 6 Sa. Blattfrucht 64,6 27 % Versuchsflächen 20,5 9 % Davon Dauerversuche Zuchtgärten Brachen/sonst Sa. Ackerfläche Versuche in Feldbeständen a) allgemein b) Ökolog. Anbau 11, ,9 30 % 29,3 13 % 19,5 9, ,0 16,0 0 70,2 29 % 23,2 10 % 9,6 8,8 2, ,7 10,0 22,7 59,1 24 % 28,8 10 % 19,5 9,8 0, ,5 11,0 31, % 16,5 9,0 3, ,5 0 31,3 22,1 9 % % 32,5 12 % 17,4 9,8 5, ,5 11,0 32, % 17,7 9,5 5, ,6 9 40,6 32,3 8 % 150,1 47% 34,9 10 % 20,4 9, ,5 4 40,6 131,1 40% 14,7 8, ,6 5 40,6 26,9 9%

10 Beschreibung und Aufgabenstellung Erträge Durchschnittliche Ernteerträge in dt/ha Reinshof Fruchtart W.Gerste W.Weizen S.Weizen Zuckerrüben Zucker Mais (TS/ha) Grür. TS/ha 1 Raps W.Weizen (ökol.) Roggen (ökol.) Erbsen (ökol.) 93,7 88,1 74, ,7 37,7 27,1 92,7 88,5 74, , 40 58,7 37,5 9,6 73,9 87,2 73, ,3 42,4 38,6 17,9 89,2 92, ,2 45,7 33,2 102,8 98, , ,27 50,79 93,8 90, ,4 43,3 60,71 59,94 35,58 98,12 85, , ,9 47,9 27,2 70,9 77,6 74, ,1 25,3 42,13 46,8 92,3 97, ,7 10, ,1 31,8 38,47 Durchschnitt 10 Jahre 90,7 90, , ,8 45,3 16,4 1 Grünroggen + Mais Durchschnittliche Ernteerträge in dt/ha Marienstein Fruchtart W.Gerste W.Weizen S.Weizen Zuckerrüben Zucker Mais Grünroggen + Mais TS/ha 98,1 81,6 63, ,5 77, ,9 76,4 77, ,8 89, , ,5 98,8 94, ,6 +16,2 96,7 86, ,3 88,4 80, ,3 5,4 +15,1 50,2 72,8 54, ,6 6,1 +17,2 91, , ,8 90, Durchschnitt 10 Jahre 85, , ,2 7,2 16,5 Anbau Konventionell N Reduzierung auf 170 Kg N incl. Nmin; WW 180 Kg N Ökologisch Durchschnittliche Ernteerträge in dt/ha Deppoldshausen W.Gerste W.Weizen 74,4 W.Raps 28,8 SG W.Weizen 36,4 S.Weizen Roggen 22,6 Erbsen13, ,8 31,7 44,5 23,5 18,1 59,3 28,5 25,9 3, ,1 25,1 18,6 17,8 33,2 68,5 39,2 28,5 6,16 65,2 30,9 31,2 20,1 0 54,4 17,6 32,8 8,1 29,8 25,3 66,3 46,8 87, ,7 10,1 74,7 31,8 Fruchtart Durchschnitt 10 Jahre 65,3 29, ,9 44,9 18,7

11 Beschreibung und Aufgabenstellung Faktorausstattung der Betriebe Arbeitskräftebesatz Arbeitswirtschaft Reinshof Marienstein Summe AK/100ha Wirtschaftsleiter 0,5 0,5 1 0,15 Buchhaltung und 0,25 0,15 0,4 0,06 Auswertung Schlepperfahrer 2 1,4 3,4 0,51 Schlepperfahrer für 1 0,5 1,5 0,225 Versuchswesen Summe: 3,75 2,65 6,3 0,8 Wichtige Arbeitsgeräte Reinshof Marienstein Volldrehpflug mit Packer 5 Schar Tiefgrubber, HorschTiger 3,0 m Grubber Baarck, 4,0 m Väderstad, Carrier 5,0 m Kreiselegge 4,0 m Drillmaschine mit Kreiselegge 4,0 m 3,0 m Drillmaschine, Vaederstad, Kombi (auch Mais) 3,0 m Anhängespritze, Rau Ggeführte Teilbreitenschaltung 24,0 m Anhängespritze John Deere 24 m Düngerstreuer 2,7 cbm, teilflächenspezifische Ausbr. 12,0 m pneumatischer Düngerstreuer 12,0 m 12 m MähdrescherSelbstfahrer (CLAAS Lexion 420) 4,5 m MähdrescherSelbstfahrer (CLAAS Lexion 430 mit Ertragskart.) 5,4 m 12reihiges Rübendrillgerät (Kleine Unicorn) 5,4 m Rübenhackmaschine mit Bandspritze 5,4 m Getreidehackmaschine 4,0 m Getreidestriegel 12,0 m 6reihiger Rübenroder (Kleine SF 10) gem. für alle Versuchsgüter 2 Gülletransportfässer 20 cbm 23 cbm Gülleausbringfass mit Schleppschlauchverteilung und Schwergrubber zur Direkteinbringung 11 cbm Automatisches Lenksystem (5 cm) RTK 2 Radlader je 1,8 to Hubkraft, 37 KW Getreidetrocknung mit lager und Saatgutreinigung Rundsilos 1300 to 900 to Flachlager 100 to 300 to div. Maschinen und Geräte für das Versuchswesen

12 /ha Beschreibung und Aufgabenstellung 12 Zugkräftebesatz Reinshof/Marienstein Zugkräfte KW Baujahr Typ Zusatzausrüstung 1 Fendt Vario 826 F.hydr.+F.zapfw. Luftdruckregelung 1 Fendt Vario 716 F.hydr.+F.zapfw. Luftdruckregelung 1 Fendt Vario 820 F.hydr.+F.zapfw. Luftdruckregelung 1 Fendt Vario 818 F.hydr.+F.zapfw. Luftdruckregelung 1 Fendt Vario 926 Fronthydraulik 1 Fendt Geräteträger GT 380 F.hydr. + F.zapfw. KW Summe: 777 KW/100 ha 128 Schlepper sind durchschnittlich 10,1 Jahre Kostenblöcke der Arbeitserledigung Reinshof/ /ha /ha /ha /ha /ha /ha /ha /ha /ha /ha /ha Marienstein Maschinenneuwert Maschinenzeitwert Afa Personalaufwand Afa + Personal Kostenblöcke der Arbeitserledigung je ha Maschinenzeitwert Personalaufwand Afa Afa + Personal

13 Beschreibung und Aufgabenstellung 13

14 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 14 1 IMPAC 3 Mischanbau für eine verbesserte nachhaltige Landnutzung in Ackerbau, Grünland und Forst (Förderer: BMBF) Projektleitung: Prof. Dr. J. Isselstein 1,2 Koordination: Dr. H.H. Steinmann 1 1 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 2 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Graslandwissenschaften 1.1 Zielsetzung Mischkulturbestände sind in der hochproduktiven Pflanzenerzeugung kaum verbreitet. Zu groß ist die Sorge, dass die Produktionsverfahren zu kompliziert, die Erntezeit oder andere Verfahrensschritte nicht optimal geplant werden können. Hinzu kommt, dass die Züchtung neuer Kulturpflanzensorten sich an Reinbeständen und nicht an Mischungen orientiert. Dabei bieten Mischbestände durchaus Vorteile: Die Ausnutzung der Bodennährstoffe ist aufgrund der vielfältigen sich ergänzenden Wurzelsysteme besser und das Unkraut kann effektiver unterdrückt werden. Weiterhin wird vermutet, dass Mischbestände robuster gegenüber Schädlingen und vorteilhafter für die Vielfalt der Bodenlebewesen sind. 1.2 Fragestellung Die zentrale Hypothese von IMPAC³ besagt, dass der Erfolg von Mischanbausystemen von bestimmten Eigenschaften der verwendeten Genotypen abhängt und dass eine ideale Kombination der Mischungspartner die Produktivität und Stabilität der Produktionssysteme verbessert. 1.3 Methodisches Vorgehen Für die drei Landnutzungen Ackerland, Grünland und Gehölzkulturen (Forst) werden unterschiedliche experimentelle Sorten bzw. Klone im Rein und Mischanbau kultiviert. Acht Genotypen einer Art A werden mit 3 Genotypen einer Art B kombiniert (Tab. 1). Im Versuchsdesign werden die drei Landnutzungen (im Projekt sprechen wir von Domänen ) jeweils in einem Block zusammengefasst und an zwei Standorten mit je vierfacher Wiederholung angebaut. Die beteiligten Arbeitsgruppen befassen sich mit der pflanzenbaulichen Analyse der verschiedenen Genotypen und ihrer Eigenschaften im Rein und Mischanbau sowie der Modellierung. Auswertungen über die drei Domänen hinweg sind möglich. Agrarökologische Untersuchungen bewerten die Ökosystemdienstleistungen der Mischanbausysteme. Inwieweit diese Leistungen auch gesellschaftlich und betriebswirtschaftlich InWert gesetzt werden können, zeigen sozioökonomische Studien. Kooperationspartner sind die Norddeutsche Pflanzenzucht (NPZ) und die Deutsche Saatveredelung (DSV). Folgende Arbeitsgruppenleiter/innen sind an dem Vorhaben beteiligt: Fakultät für Agrarwissenschaften Prof. Dr. Johannes Isselstein (DNPW, Grasland) Prof. Dr. Wolfgang Link (DNPW, Pflanzenzüchtung) Prof. Dr. Rolf Rauber (DNPW, Pflanzenbau) Prof. Dr. Mehmet Senbayram (Institut for Applied Plant Nutrition, IAPN) Prof. Dr. Stefan Vidal (DNPW, Entomologie) Prof. Dr. Anthony Whitbread (DNPW, Modellierung) Prof. Dr. Oliver Mußhoff (Department für Agrarökonomie, DARE, Betriebswirtschaft) Prof. Dr. Achim Spiller (DARE, Agrarmarketing) Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie Prof. Dr. Christian Ammer (Burkhardt Institut, Waldbau) Prof. Dr. Reiner Finkeldey (Büsgen Institut, Forstgenetilk) Prof. Dr. Andrea Polle (Büsgen Institut, Forstbotanik) Fakultät für Biologie und Psychologie Prof. Dr. Stefan Scheu (Blumenbach Institut für Zoologie)

15 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 15 Tabelle 1: Die in den Domänen im Rein und Mischanbau verwendeten Pflanzenarten. Landnutzungstyp (Domäne) Art A (8 Genotypen) Art B (3 Genotypen) Ackerland Vicia faba Triticum aestivum Grasland Trifolium repens Lolium perenne / Cichorium intybus Forst Populus Hybriden Robinia pseudoacacia Abb. 1: Lageplan am Standort Reinshof. Der Pfeil verweist auf den Eingang und die Leserichtung der Detailpläne. Abb. 2: Lageplan am Standort Deppoldshausen. Der Pfeil verweist auf den Eingang und die Leserichtung der Detailpläne.

16 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 16 2 IMPAC³ Pflanzenbau: Wurzelsysteme in Rein und Mischbeständen von Leguminosen und Nichtleguminosen M. Sc. J. Streit, Dr. C. Meinen, Prof. Dr. R. Rauber Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 2.1 Zielsetzung Das Wurzelwachstum und die Wurzelverteilung von genetisch verschiedenen Komponenten im Mischanbau (Gemenge) sind weitgehend unerforscht. Es ist bekannt, dass unterirdische Interaktionen, z.b. im Bereich der Nährstoffe, zu einem erhöhten Ertrag im Gemenge, verglichen mit den Reinsaaten, führen können. Das zentrale Anliegen des Teilprojektes ist, die vielfältigen Prozesse in Gemengen im unterirdischen Bereich besser zu verstehen. In einer KausalAnalyse soll versucht werden, erhobene Daten über Wurzelmasse und verteilung in Verbindung mit oberirdischen Parametern wie Blattflächenindex, Wasserverbrauch und Ertrag zu bringen. Dieses Teilprojekt beschäftigt sich mit allen drei Domänen (Acker, Grünland, Forst). Ziel des Teilprojektes ist die Erfassung der vertikalen Wurzelmassenverteilung von Leguminosen und Nichtleguminosen in Reinsaat und im Gemenge. Der jeweilige Prozentanteil der Arten an der Wurzelgesamtmasse wird erhoben. 2.2 Fragestellung Unterscheiden sich die Wurzelmassen von Leguminosen und Nichtleguminosen in Reinund Mischanbau? Nutzen Leguminosen und Nichtleguminosen dieselben Wurzelhorizonte? 2.3 Methodisches Vorgehen Für jede Domäne (Ackerland, Grünland und Forst) gibt es eine im Mittelpunkt der Untersuchungen stehende Art A: Ackerbohne, Weißklee und Pappel. Die dazugehörigen Begleitarten B der jeweiligen Domäne sind Weizen, Weidelgras und Robinie. Acht Genotypen der Art A werden mit drei Genotypen der Art B kombiniert. Die Rein und Mischbestände dieser Leguminosen und Nichtleguminosen werden einmal pro Jahr beprobt. In jeder Domäne werden alle vier Wiederholungen untersucht. Dafür werden pro Plot mindestens zwei Beprobungen bis zu einer Tiefe von 60 cm vorgenommen. Die Beprobung wird mittels einer Rammkernsonde durchgeführt. Die enthaltenen Wurzeln werden anschließend ausgewaschen. Mit Hilfe eines Scanners wird die Länge der Wurzeln bestimmt. Danach werden die Wurzeln getrocknet und die unterirdische Biomasse erfasst. In diesem Teilprojekt sollen die Wurzeln von Leguminosen und Nichtleguminosen in den Gemengen mit Hilfe der FourierTransformInfrarotSpektroskopie (FTIR) untersucht werden. Da eine morphologische Identifikation krautiger Arten nicht möglich ist und andere Bestimmungsmethoden zu aufwendig sind, bietet diese Art der Spektroskopie die Möglichkeit, Wurzeln verschiedener Arten schnell und einfach zu identifizieren. Mit diesem Verfahren werden die Wurzelproben der Gemenge auf ihre Artzusammensetzung hin analysiert.

17 <> 45,0m Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 17 3 IMPAC³ Pflanzenzüchtung (Ackerkulturen): Identifizierung von Pflanzenmerkmalen für ackerbauliche Gemenge. D. Siebrecht, R. Martsch, Prof. Dr. W. Link, Prof. Dr. R. Rauber. Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilungen Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung 3.1 Fragestellung: Wie züchtet man Sorten, die zum höchsten Gemengeertrag führen? Führt eine Auslese in der Art A basierend auf Reinbeständen zum selben Kandidaten wie eine Auslese basierend auf entsprechenden Gemengen? Und hängt dieses von der Wahl des konkreten Gemengepartners (Art B) ab? (Wie) kann man mit pflanzenzüchterischen Werkzeug die Eigenschaften der Kandidaten erkennen und für die Auslese nutzen, die beim Gemengeanbau der Kandidaten zu einem überlegenen Ertrag führen? Dieses Subproject steuert zum Gesamtprojekt IMPAC³ die pflanzenzüchterische und pflanzenbauliche Expertise ( Acker ) bei. Der benutzte Winterweizen stammt von der GSL (incl. NPZ), es sind zugelassene Sorten. Die Winterackerbohnen stammen aus der Forschungskooperation von W. Link mit O. Sass (NPZ), das Saatgut wird in Göttingen erzeugt und vorgehalten. Die Gruppe Link/Rauber verantwortet die jährliche Anlage und Pflege des zentralen Acker Experiments an beiden Standorten. 'Acker', Pfingstanger Block 1 2(015) <> 34,5m A1 A1/B1 A1/B2 A1/B3 B1 B2 A5/B1 A5/B3 A5/B2 A A2 A2/B1 A2/B2 A2/B3 B1 B2 A6/B1 A6/B3 A6/B2 A B3 A3/B2 A3/B1 A3/B3 B1 B3 A7/B3 A7/B1 A7/B2 A A4 A4/B3 A4/B2 A4/B1 B1 B3 A8/B2 A8/B3 A8/B1 A A1 bis A8: WinterAckerbohnen; B=Winterweizen (B1=Genius, B2=Boxer, B3=Hybery) Abb. 1: Der Block 1 der Domäne Acker am Standort Pfingstanger (Reinshof). Die laufenden Plots 110 enthalten den ersten und zweiten MainPlot der als Spaltanlage randomisierten Bohnen und Bohnengemenge Plots ( augmented um die Reinsaaten mit B1B3). Art A: Winterackerbohne (Reinsaat 40 K./m²); Art B; Winterweizen (Reinsaat 320 K./m²). Gemenge als reihenweise Reinsaat, 20 K./m² Ackerbohnen, 160 K./m² Weizen.

18 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 18 4 IMPAC³ Grasland: Welche Eigenschaften von Grünlandpflanzen beeinflussen den Ertrag im Mischanbau? M. Sc. S. Heshmati, Prof. Dr. J. Isselstein Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Graslandwissenschaft 4.1 Zielsetzung Der Anbau von Artenmischungen im Grasland hat in Mitteleuropa eine lange Tradition. Insbesondere Gemenge von Futtergräsern und Leguminosen sind wissenschaftlich gut untersucht und in der Praxis gebräuchlich. Ertragliche Vorteile solcher Gemenge können vorrangig auf die symbiotische NFixierung der Leguminosen zurückgeführt werden. Die Rolle anderer physiologischer oder auch morphologischer Eigenschaften der Partner ist dagegen bisher weitaus weniger bekannt. Spezifische Kenntnisse könnten dazu genutzt werden, die Mischungseignung von Graslandarten gezielt durch Züchtung zu verbessern. Ziel dieses Teilprojektes ist es, die Rolle der genetischen Variabilität von Wuchseigenschaften bei Weißklee im Hinblick auf die agronomische Leistung von Mischbeständen zu analysieren. 4.2 Methodisches Vorgehen Acht WeißkleeGenotypen (WC 1 bis 8) der Deutschen Saatveredelung DSV AG werden an den Versuchsstandorten sowie der Versuchsstation Asendorf der DSV im Reinbestand sowie in Mischung mit Deutschem Weidelgras, mit FutterZichorie und mit einem Gemisch aus Deutschem Weidelgras und FutterZichorie angebaut. Die Leistung des Weißklees im Gemengeanbau kann somit differenziert nach Gemengepartner beurteilt werden. Folgende Merkmale werden erhoben: Ertragsbildung und Futterertrag, Futterqualität, Grasnarbenstruktur, Pflanzen bzw. Triebdichte, Blattflächenindex, Strahlungsabsorption, Mikroklima, Blattmerkmale. Abb.1: Plan von Block 1 (Parzellengröße 3x5 m). A1.A8: Reinsaaten Weißklee Genotypen 1 8. B1_N0: Reinsaat Deutsches Weidelgras ohne NDüngung. B1_N1: Reinsaat Deutsches Weidelgras mit NDüngung (240 kg/ha u. Jahr). B2_N0 und B2_N1: Reinsaaten Zichorie. B3_N0 und B3_N1: Deutsches Weidelgras + Zichorie. A/B: Gemengsaaten. WC1 WC2 A1 A1/B1 A1/B2 A1/B3 B1_N0 A2 A2/B1 A2/B2 A2/B3 B2_N WC3 WC4 A3 A3/B1 A3/B2 A3/B3 B3_N0 A4 A4/B1 A4/B2 A4/B3 B1_N WC5 WC6 A5 A5/B1 A5/B2 A5/B3 B1_N1 A6 A6/B1 A6/B2 A6/B3 B2_N WC7 WC8 A7 A7/B1 A7/B2 A7/B3 B3_N1 A8 A8/B1 A8/B2 A8/B3 B1_N

19 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 19 5 IMPAC³ Forst: Biomassenzuwachs in gemischten Pappel und Robinienkurzumtriebsplantagen J. Rebola Lichtenberg, Prof. Dr. C. Ammer BurkhardtInstitut, Abteilung Waldbau und Waldökologie der gemäßigten Zonen J. Ropertz, Prof. Dr. R. Finkeldey BüsgenInstitut, Abteilung Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung Dr. D. Euring, Prof. Dr. A. Polle BüsgenInstitut, Abteilung Forstbotanik und Baumphysioligie 5.1 Zielsetzung Pappelhybride sind schnellwüchsig und werden in der Produktion von Holzbiomasse bevorzugt in Monokulturen angebaut. Die Robinie ist in der Biomassenproduktion eine weniger bekannte Baumart, die aber für die Produktion von Bioenergie oder Zellstoff vielversprechende Eigenschaften vorweist. Robinien weisen eine erhöhte Toleranz gegen Trockenstress und haben die Fähigkeit Stickstoff zu binden. Diese letzte Eigenschaft der Robinie kann für die Pappel innerhalb einer Mischkultur ein Vorteil darstellen indem eine interne Selbstregulierung des Anbausystems begünstigt und infolgedessen das Potenzial aufweist den Biomassenzuwachs zu erhöhen. 5.2 Fragestellungen Gibt es einen positiven Effekt von der Robinie auf den Biomassenzuwachs bestimmter Pappelklone und auf welchen Ebenen lässt sich dies bestimmen? 5.3 Methodische Vorgehensweisen Die Versuchsflächen befinden sich auf zwei Standorten, die jeweils in vier Blocks eingeteilt sind. Jeder Block ist in 40 Kleinparzellen eingeteilt, die die 8 Pappelklone und 3 Robiniensorten in verschiedenen Mono und Mischkulturen sortiert. Jede Kleinparzelle misst 5 x 5 m und enthält 25 Bäume (Abb. 1). Abteilung Waldbau und Waldökologie der gemäßigten Zonen Wiederholte Messungen des Baumstammes und Baumhöhen und Ernte zur Schätzung des Biomassenzuwachs und Biomassenvorrats einer Kultur anhand von allometrischen Funktionen. Analyse der Kronenstruktur, Platzaufteilung und Blattflächenindex als Indikatoren für Baumkonkurrenz. Abteilung Forstbotanik und Baumphysiologie Bestimmung des Stickstoffs und Wassernutzungseffizienz bei wiederholter Ernte von Blättern, Holz und Rinde Charakterisierung der Holzeigenschaften RNA Sequenzierung in Wurzel und Holzmaterial sowie und die funktionelle Charakterisierung von Kandidatengenen für die Entwicklung von molekularen Markern

20 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 20 Abteilung Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung Mit Hilfe der Transkriptomanalyse soll die Aktivität und Expression bestimmter Gene unter bestimmten Umständen gemessen werden. Weiterhin werden morphologische und phänotypische Eigenschaften untersucht (z.b. Knospenentwicklung und Knospenentfaltung), und auf molekularer Ebene wird mit Hilfe von genetischen Markern und SNPs ( Single Nucleotide Polymorphisms ) die genetische Vielfalt untersucht. Die Transkriptom Analyse wird auf Basis des Next Generation Sequencing (NGS) durchgeführt. Abbildung 1 zeigt einen beispielhaften Randomisierungsplan eines Blockes. Abb. 1: Block 2 am Standort Reinshof bzw.block 2 Standort Deppoldshausen (P1 bis P8 = Pappelklone; R1, R2, R3 = Robiniensorten). Main Plot Plot (Nr.) P1 36 R1 31 P3R2 26 P4 21 P5R3 16 R2 11 P7 6 P8R3 1 P1R1 37 P2R3 32 P3R1 27 R1 22 P5R2 17 P6R1 12 R3 7 P8R1 2 P1R2 38 P2 33 R1 28 P4R3 23 P5 18 P6R2 13 P7R3 8 P8 3 P1R3 39 P2R1 34 P3R3 29 P4R1 24 P5R1 19 P6R3 14 P7R1 9 P8R2 4 R1 40 P2R2 35 P3 30 P4R2 25 R2 20 P6 15 P7R2 10 R3 5 Pflanzen pro Kleinparzelle am Beispiel einer Mischungsvariante: P Pappel R Robinie P R P R P R P R P R P R P R P R P R P R P R P R P

21 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 21 6 IMPAC³: Biologie: Reaktion von Bodenorganismen auf Mischfruchtanbau und Feedbacks zu Pflanzen P. Götsch, Prof. Dr. S. Scheu J.F.Blumenbach Institut für Zoologie und Anthropologie, Abteilung Tierökologie Bodenorganismen einschließlich Mikroflora und Bodenfauna, bilden einen wesentlichen Bestandteil der Biodiversität in Agrarökosystemen. Insbesondere in der Rhizosphäre von Pflanzen reagieren sie empfindlich auf die Identität und Vielfalt der Pflanzen. Dabei modifizieren Pflanzen sowohl die Struktur als auch die Funktionsweise der Bodengemeinschaften mit potenziell wichtigen Rückkoppelungseffekten, für die Leistungsfähigkeit, Biomasseproduktion und den Ernteertrag der Pflanzen. Es wird zunehmend anerkannt, dass Bodenorganismen in der Rhizosphäre von Pflanzen nicht nur Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum haben, sondern auch die Anfälligkeit der Pflanzen für Krankheitserreger und Pflanzenfresser beeinflussen. Im Rahmen des IMPAC³Projektes untersuchen wir die Reaktion von Bodenorganismen auf Unterschiede in der Pflanzenzusammensetzung, sowohl verschiedener Genotypen, Mischungen verschiedener Genotypen, als auch Mischungen mit anderen Pflanzenarten der Acker, Grasland und Waldsysteme. Ferner wird die Reaktion verschiedener PflanzenGenotypen und Genotyp Mischungen mit anderen Pflanzenspezies untersucht, um Variationen in der Reaktion von Bodenorganismen der Rhizosphäre zu erkunden. Die Struktur der mikrobiellen Gemeinschaften im Boden soll mittels substratinduzierter Atmung und PhospholipidFettsäureAnalyse untersucht werden und die der Bodentiergemeinschaften mittels Hitzeaustreibung. Bestimmte Mikroorganismen und Bodentiere, die signifikant auf Veränderungen der Pflanzen Genotypen und Mischungen von Pflanzen Genotypen mit anderen Pflanzenarten reagieren, werden zur Beurteilung von Bodenrückkoppelungseffekten auf die Leistungsfähigkeit der Pflanzen untersucht. 7 IMPAC³ Entomologie: Multitrophic interactions in mixed cropping systems (above ground) Prof. Dr. S. Vidal, Department für Nutzpflanzenwisenschaften Auswirkungen von gemischten Anbausystemen auf Pflanzenpathogenen und herbivore Insekten wurden bisher meist nur auf der phänologischen Ebene untersucht. Die durch den Mischanbau bedingten Veränderungen der Mikroorganismengesellschaften im Boden sollten aber auch auf die oberirdischen PflanzeInsekt oder PflanzePathogenInteraktionen beeinflussen. Im Freiland werden Bonituren der beiden Organsimengruppen in den verschiedenen Plots während der Vegetationsperiode durchgeführt Zur Klärung möglicher positiver oder negativer Auswirkungen dieser Anbausysteme auf Pathogen oder Herbivorenbefall an Bohnen oder Weizen werden die endophytischen Bakterien und Pilzgesellschaften in den beiden Pflanzenarten verglichen und Versuche zur Besiedlung der Rhizosphäre in Einart bzw. Mischartbeständen im Gewächshaus durchgeführt. Durch Manipulation der Rhizobien werden zudem Wechselwirkungen zwischen den endophytischen Mikroorganismen und Blattläusen bzw. dem Blattrandkäfer untersucht. Ziel der Arbeiten ist ein besseres Verständnis der multitrophischen Interaktionen, die eine Rolle bei der Ertragsbildung der Pflanzen in Mono bzw. Mischkulturen beitragen.

22 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung 22 8 IMPAC³ Scientific Subproject II.3 Wurzelsysteme in Rein und Mischbeständen von Leguminosen und Nichtleguminosen M. Sc. J. Streit, Dr. C. Meinen, Prof. Dr. R. Rauber Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 8.1 Zielsetzung Das Wurzelwachstum und die Wurzelverteilung von genetisch verschiedenen Komponenten im Mischanbau (Gemenge) sind weitgehend unerforscht. Es ist bekannt, dass unterirdische Interaktionen, z.b. im Bereich der Nährstoffe, zu einem erhöhten Ertrag im Gemenge, verglichen mit den Reinsaaten, führen können. Das zentrale Anliegen des Teilprojektes ist, die vielfältigen Prozesse in Gemengen im unterirdischen Bereich besser zu verstehen. In einer KausalAnalyse soll versucht werden, erhobene Daten über Wurzelmasse und verteilung in Verbindung mit oberirdischen Parametern wie Blattflächenindex, Wasserverbrauch und Ertrag zu bringen. Dieses Teilprojekt beschäftigt sich mit allen drei Domänen (Acker, Grünland, Forst). Ziel des Teilprojektes ist die Erfassung der vertikalen Wurzelmassenverteilung von Leguminosen und Nichtleguminosen in Reinsaat und im Gemenge. Der jeweilige Prozentanteil der Arten an der Wurzelgesamtmasse wird erhoben. 8.2 Fragestellung Unterscheiden sich die Wurzelmassen von Leguminosen und Nichtleguminosen in Reinund Mischanbau? Nutzen Leguminosen und Nichtleguminosen dieselben Wurzelhorizonte? 8.3 Methodisches Vorgehen Für jede Domäne (Ackerland, Grünland und Forst) gibt es eine im Mittelpunkt der Untersuchungen stehende Art A: Ackerbohne, Weißklee und Pappel. Die dazugehörigen Begleitarten B der jeweiligen Domäne sind Weizen, Weidelgras und Robinie. Acht Genotypen der Art A werden mit drei Genotypen der Art B kombiniert. Die Rein und Mischbestände dieser Leguminosen und Nichtleguminosen werden einmal pro Jahr beprobt. In jeder Domäne werden alle vier Wiederholungen untersucht. Dafür werden pro Plot mindestens zwei Beprobungen bis zu einer Tiefe von 60 cm vorgenommen. Die Beprobung wird mittels einer Rammkernsonde durchgeführt. Die enthaltenen Wurzeln werden anschließend ausgewaschen. Mit Hilfe eines Scanners wird die Länge der Wurzeln bestimmt. Danach werden die Wurzeln getrocknet und die unterirdische Biomasse erfasst. In diesem Teilprojekt sollen die Wurzeln von Leguminosen und Nichtleguminosen in den Gemengen mit Hilfe der FourierTransformInfrarotSpektroskopie (FTIR) untersucht werden. Da eine morphologische Identifikation krautiger Arten nicht möglich ist und andere Bestimmungsmethoden zu aufwendig sind, bietet diese Art der Spektroskopie die Möglichkeit, Wurzeln verschiedener Arten schnell und einfach zu identifizieren. Mit diesem Verfahren werden die Wurzelproben der Gemenge auf ihre Artzusammensetzung hin analysiert. Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Projektträger: Forschungszentrum Jülich, Laufzeit der ersten Phase: 1. Februar 2015 bis 31. Januar 2018.

23 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 23 9 Anbau von Energiepflanzen und Index ihrer relativen Anbauwürdigkeit (IrA) M. Sc. K. Hey, Prof. Dr. R. Rauber Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 9.1 Zielsetzung Das Ziel des Versuches ist es, spurenelementakkumulierende Energiepflanzenarten für Biogasanlagen hinsichtlich ihrer Eignung für den Praxisbetrieb zu testen. Spurenelemente, v.a. Cobalt und Nickel, sind im Biogasbildungsprozess für eine optimale Methanausbeute durch die Mikroorganismen essenziell. Mais hat ein geringes Aufnahmevermögen für diese prozessrelevanten Spurenelemente mit der Folge, dass es bei alleinigem Maisinput in Biogasanlagen zu einem Spurenelementmangel kommt. Um diesem Mangel zu begegnen, werden in der Praxis industrielle Spurenelementadditive zugegeben. Diese Additive verursachen Kosten und bergen Risiken sowohl für den Anwender als auch die Umwelt. Alternative Energiepflanzen akkumulieren im Vergleich zu Mais erheblich mehr Spurenelemente. Die Hypothese ist, dass durch die Zumischung von Energiepflanzen, die Spurenelemente akkumulieren, eine ausreichende Versorgung für die Vergärung gewährleistet ist. Die Anbauwürdigkeit dieser Energiepflanzen wird durch den Bewertungsindex IrA (Menke 2011) abgebildet. Als Teilindizes sollen neben dem Spurenelementgehalt der oberirdischen Aufwüchse verschiedene acker und pflanzenbaulich bedeutsame Aspekte in den erweiterten IrA Eingang finden: Der Feldaufgang und die Bodenbedeckung dienen der Bewertung des Erosionsschutzes und der Unkrautunterdrückung. Die NminMenge im Boden nach der Ernte bzw. im Winter soll Aufschluss über die Nitratauswaschungsgefahr beim Anbau dieser Feldfrüchte liefern. Trockenmasse und Methanertrag sind wichtige Kenngrößen und bestimmen die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Feldfrüchte. Der Trockenmasseertrag der Wurzeln ist ein Indikator für die Humusreproduktion beim Anbau von Energiepflanzen. Der Trockensubstanzgehalt bestimmt maßgeblich die Silierfähigkeit der Biomasse. Der Wassergehalt des Bodens nach der Ernte zeigt, welchen Wasserzustand eine Feldfrucht nach der Ernte zurücklässt. Der Trockenmasseertrag von Mais nach Winterungen kennzeichnet ihre Vorfruchtwirkungen. Daneben fließen auch ökonomische und soziale Aspekte in IrA ein. 9.2 Methodische Vorgehensweise In 2jährigen Feldversuchen (2014/15 und 2015/16) werden in Göttingen (Löss) und Verliehausen (sandiger Schluff) spurenelementreiche Feldfrüchte und im Kontrast dazu klassische Energiepflanzenarten (Mais, Wintertriticale) angebaut. Die Feldversuche sind in Göttingen am Standort Reinshof, Schlag GarteNord angelegt. Die Vorfrucht ist Winterweizen. Nach der Pflugbodenbearbeitung wurden im Herbst 2014 die Winterungen Wickroggen, Winterackerbohnen, Wintertriticale und ein Gemenge aus Winterackerbohnen und Wintertriticale sowie das Deutsche Weidelgras als mehrjährige Art ausgesät. Nach Schwarzbrache über Winter folgen im Frühjahr 2015 innerhalb der Sommerungen Sommerackerbohnen, Einjährige Blühmischung, Amarant, Mais und ein Gemenge aus Amarant und Mais sowie innerhalb der Gruppe der mehrjährigen Arten die Durchwachsene Silpie und die Mehrjährige Blühmischung. Nach den Winterungen folgt Mais als Zweitfrucht. Die Feldversuche sollen dem konventionellen Landbau entsprechen und mit praxisüblichem Aufwand an Düngemitteln (einschließlich Gärrest) und Pflanzenschutz durchgeführt werden. Geerntet werden die Pflanzen zum Zeitpunkt der maximalen Biomasseproduktion bzw. praxisüblich. Förderung: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (Projektträger des BMEL). Gesamtlaufzeit des Projekts: Anfang 2015 bis Ende 2017

24 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 24 5 Feldplan 2015 GarteNord: Insgesamt 88 Parzellen in vier Blöcken (Wiederholungen). Eine Parzelle besteht aus sechs Beeten (Säspuren) zu je 1,5 m Breite und 7,5 m Länge. Gemusterte Parzellen sind Parzellen des ersten Versuchsjahres (2014/15), weiße Parzellen sind Parzellen des zweiten Versuchsjahres (2015/16). Im aktuellen Jahr wird auf diesen Parzellen einheitlich Winterweizen angebaut.

25 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau Bodenbearbeitungsversuch Hohes Feld Versuchsgut Marienstein in Angerstein Prof. Dr. R. Rauber Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 10.1 Zielsetzung In der pflanzlichen Erzeugung wird Energie aus fossilen Energieträgern und Arbeitszeit für die Durchführung von Bodenbearbeitungsmaßnahmen wie Pflügen, Rückverfestigen, Stoppelbearbeitung und Saatbettbearbeitung verbraucht. Bei intensiver Feldwirtschaft kann die "Lockerbodenwirtschaft" mit Wendepflug trotz Lockerung einer Bodenverdichtung und Bodenerosion Vorschub leisten. Im pfluglosen Ackerbau wird auf die tiefwendende Pflugarbeit verzichtet. Stoppelbearbeitung und Saatbettbereitung werden mit zapfwellenbetriebenen, mischenden Geräten (Zinkenrotor, Kreiselegge) durchgeführt. Bei dieser "Festbodenmulchwirtschaft" erfolgt die Aussaat mit einer Scheibenschardrillmaschine. Ziel des Versuchs ist der Vergleich der beiden Bodenbearbeitungssysteme "Lockerbodenwirtschaft" und "Festbodenmulchwirtschaft" über einen langen Zeitraum im Hinblick auf Bodengefügeentwicklung, Dynamik der organischen Substanz, Wurzelverteilung und Erträge Fragestellungen Einfluss des Bearbeitungssystems auf: bodenchemische, physikalische und biologische Eigenschaften und Prozesse Wurzelverteilung und Ertragsbildung von Feldfrüchten Verunkrautung, Unkrautregulierung, Abbau der Erntereste, Strohmanagement 10.3 Methodische Vorgehensweisen Anlage des Versuches im Herbst 1967 als dreifaktorielle Streifenanlage auf LössKolluvium durch K. Baeumer. Geprüft wurden in den Jahren 1968 bis 1986 die Faktoren Bodenbearbeitung ("Lockerbodenwirtschaft" und der gänzlich bearbeitungsfreie Ackerbau, die konsequenteste Form der "Festbodenmulchwirtschaft", engl. Zerotillage), NDüngung und Fruchtfolge. Seit 1987 nur noch Faktor Bodenbearbeitung bei mittlerer NDüngung und betriebsüblicher Fruchtfolge; dabei 1993: Winterraps, 1994: Winterweizen, 1995: Sommergerste, 1996: Winterweizen, 1997: Wintergerste. Danach Umstellung auf Festbodenmulchwirtschaft mit flachmulchender Bearbeitung im Vergleich zur konventionellen Lockerbodenwirtschaft. 1998: Hafer, 1999: Körnererbse, 2000: Wintergerste, 2001: Winterraps, 2002: Winterweizen, 2003: Winterweizen, 2004: Körnererbse, 2005: Winterweizen, 2006: Mais ( Gavott ), 2007: Ackerbohnen ( Fuego ), 2008: Winterweizen ( Hermann ), 2009: Sommergerste ( Marthe ), 2010: Winterroggen ( Visello ), 2011: Hafer ( Scorpion ), 2012: Sommergerste (Gemenge aus Marthe und Grace, ungebeizt), 2012/13: Winterraps ( Visby ), 2014: Sommertriticale ( Somtri ), 2015: Ackerbohnen ( Fuego ) Wissenschaftliche Bedeutung Ältester noch existierender Versuch in Deutschland zum Ackerbau mit reduzierter Bearbeitung. An ihm wurden Fragen der Stickstoffernährung der Pflanzen und des Stickstoffumsatzes im Boden geprüft. Über die lange Versuchszeit wurde die Anreicherung von Kohlenstoff, Kalium und Phosphor in oberflächennahen Bodenschichten untersucht und die Änderung der Bodenstruktur verfolgt. Solange wie möglich soll der Versuch als wissenschaftliches Forschungsobjekt erhalten werden.

26 m Feldweg Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 12,75 12,75 2,1 N gepflügt ohne Bearbeitung 25,50 Feldplan "Hohes Feld

27 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau Vertikale Wurzelverteilung in einem AckerbohnenHaferGemenge bei differenzierter Bodenbearbeitung (Pflug/pfluglos) und unter Trockenstress Dr. C. Meinen, Dr. J. Seven, Prof. Dr. R. Rauber Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 11.1 Zielsetzung Gemenge zeigen gegenüber Reinsaaten häufig höhere Erträge, effektivere Ressourcennutzung, geringere Schädlingsanfälligkeit und verringerte Nährstoffauswaschung aus dem Boden. Die Biomasseverteilung der Wurzeln von Ackerbohne und Hafer im Boden gibt Rückschlüsse auf die Fähigkeit der Pflanzen, potenziell erreichbare Wasser und Nährstoffvorräte zu nutzen und Nährstoffauswaschungen zu verringern. Das Versuchsfeld GarteSüd wurde seit 1970 mit differenzierter Bodenbearbeitung ("Lockerbodenwirtschaft", "Festbodenmulchwirtschaft") behandelt. Bei intensiver Feldwirtschaft kann die "Lockerbodenwirtschaft" mit Wendepflug trotz Lockerung einer Bodenverdichtung und Bodenerosion Vorschub leisten. Im pfluglosen Ackerbau wird auf die tiefwendende Pflugarbeit verzichtet. Trockenstress wird in diesem Versuch mittels Trockenhäusern erzeugt und simuliert Frühsommertrockenheit, die durch den globalen Klimawandel zunehmen kann. Ziel des Versuchs ist die Erfassung der vertikalen Wurzelmassenverteilung von Ackerbohne und Hafer in Reinsaat und im Gemenge bei differenzierter Bodenbearbeitung und unter Trockenstress. Der jeweilige Prozentanteil der Arten an der Wurzelgesamtmasse wird erhoben. Die Wurzeln von Ackerbohne und Hafer werden mittels FTIRSpektroskopie unterschieden und quantifiziert Fragestellung Sind die Wurzelmassen von Ackerbohne und Hafer im Gemenge höher als in der Reinsaat? Nutzen Ackerbohne und Hafer im Gemenge dieselben Wurzelhorizonte wie in der Reinsaat? Wie ändert sich die Wurzelmasse bei unterschiedlicher Gemengezusammensetzung? Wie ändert sich die Wurzelmasse bei langjährig unterschiedlicher Bodenbearbeitung? Wie ändert sich die Wurzelmasse bei Trockenstress nach der Keimung? 11.3 Methodisches Vorgehen Der Versuch liegt auf dem Schlag GarteSüd. Vorfrucht war Triticale, Zwischenfrucht ein Gemenge aus Buchweizen und Phacelia. Es werden die Faktoren: Gemengeanbau, Bodenbearbeitung und Trockenstress untersucht. Dazu werden Parzellen mit Reinsaat Ackerbohne Fuego (40 Korn/m²), Reinsaat Hafer KWS Contender (300 Korn/m²), Gemenge mit 100 % Ackerbohne und 50 % Hafer (40 Korn/m² Ackerbohne, 150 Korn/m² Hafer) und Gemenge mit 50 % Ackerbohne und 50% Hafer (20 Korn/m² Ackerbohne, 150 Korn Korn/m² Hafer) angelegt. Der Versuch wird mit vier Wiederholungen angelegt. Die Aussaat findet Ende März 2015 statt. Die Wurzelproben werden Mitte Juni zur Blüte der Ackerbohne und zur Ernte genommen. Des Weiteren werden in Miniplots die oberirdische Biomasse, sowie der Kornertrag ermittelt. Um Verunreinigungen in den Wurzelproben durch Unkräuter zu vermeiden, wird eine strikte Unkrautbekämpfung durchgeführt.

28 40 m Hafer Hafer Haer Hafer 8 m Hafer 40 m Hafer Hafer Hafer 8 m 40 m Hafer Hafer Haer 8 m Hafer 40 m Hafer Hafer Hafer Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau m 0,2 8.5 m 10 m 10 m 10 m 10 m 10 m 10 m 10 m 1.5m 2 m 7 m A100 A50/H50 H100 A m 33 m H100 A100 A50/H50 A50/H50 11 m A50/H50 H100 A100 H Trockenstress Trockenstress Trockenstress Trockenstress m 8 m A100 A100 A50/H50 H m A50/H50 H100 A100 A m H100 A50/H50 H100 A50/H50 11 m 7 m 22 m 7 m H100 A100 A50/H50 A m A100 A50/H50 H100 H m A50/H50 H100 A100 A50/H Trockenstress Trockenstress Trockenstress Trockenstress m 8 m A50/H50 H100 A50/H50 H m A100 A100 H100 A m H100 A50/H50 A100 A50/H50 11 m 7 m m = gepflügt = reduziert = Trockenstress 80,2 m Feldplan: Vertikale Wurzelverteilung in einem AckerbohnenHaferGemenge bei differenzierter Bodenbearbeitung (Pflug/pfluglos) und unter Trockenstress (A = Sommerackerbohne, H = Hafer)

29 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 12 Pflanzenbauliche Strategien zur Minderung der Verunkrautung bei Mulchsaat von Ackerbohnen 29 Dr. R. Jung, Prof. Dr. R. Rauber Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 12.1 Zielsetzung Das Hauptziel dieses Vorhabens ist es, Verfahren der reduzierten Bodenbearbeitung beim Anbau von Körnerleguminosen unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus weiter zu entwickeln. Als Hauptfrucht werden Ackerbohnen (Vicia faba) eingesetzt. Die Kombination von neuartiger Striegeltechnik und Gemengeanbau (Ackerbohnen mit Hafer) soll Unkräuter nachhaltig zurückdrängen. Dadurch wird ein Beitrag für die ErtragsStabilisierung der Ackerbohnen geliefert. Zudem wird die StickstoffEffizienz in Anbausystemen mit Ackerbohnen erhöht Fragestellung (a) Aus Voruntersuchungen ist bekannt, dass bei reduzierter Bodenbearbeitung im Vergleich zur wendenden Grundbodenbearbeitung Ackerbohnen erhöhte StickstoffFixierleistungen aufweisen. Dies soll bestätigt werden. (b) Ist eine Optimierung der Unkrautkontrolle durch den Einsatz eines TurboRollstriegels möglich? Wenn ja, unterscheidet sich der Ertrag der Kulturpflanzen in der gestriegelten Variante nicht wesentlich von der unkrautfreien Kontrollvariante. (c) Ist der Anbau von Gemengesaaten (Ackerbohnen mit Hafer) im Vergleich zu Reinsaaten mit verstärkter Unkrautunterdrückung verbunden? 12.3 Methodisches Vorgehen In den Vegetationsperioden 2013/14 sowie 2014/15 wurden überjährige Feldversuche am Standort Reinshof bei Göttingen durchgeführt: Wintergerste nichtlegumes Zwischenfruchtgemenge Ackerbohnen in Reinsaat und im Gemenge mit Hafer. Die Zwischenfrüchte sind ein Gemenge aus Sommertriticale und Sonnenblumen. Im letzten Untersuchungsjahr 2015 wird auf dem Schlag Kamp eine Spaltanlage mit vier Feldwiederholungen angelegt (siehe Tab. 1). Versuchsfaktoren sind die Grundbodenbearbeitung, die Unkrautbehandlung und die Anbauform. Die Einsaat von Leindotter in zwei der drei Varianten zur Unkrautbehandlung simuliert die Konkurrenz annueller Unkräuter mit hoher räumlicher Füllkraft. Ferner ist der Einsatz eines TurboRollstriegels ( UniHacke, Fa. Annaburger) zur Unkrautregulierung geplant. Der Vergleich mit unkrautfreien oder unbehandelten Varianten soll den Behandlungserfolg des TurboRollstriegels aufklären. Rein und Gemengesaaten mit Ackerbohnen ( Fuego ) und Hafer (Scorpion ) werden zudem verglichen. Die Aussaatstärke der AckerbohnenReinsaat beträgt 40 keimfähige Körner pro m², die Aussaatstärke der Hafer Reinsaat beträgt 300 keimfähige Körner pro m². Demgegenüber stehen zwei additive Gemenge mit jeweils identischer Aussaatstärke bei den Ackerbohnen und variierenden Aussaatstärken beim Hafer (50% und 20% der Reinsaaten). Die Gemenge werden in alternierenden Reihen im Verhältnis 1:1 ausgesät. Zur Klärung der offenen Fragen werden während der Vegetationsperiode zahlreiche Parameter erhoben: TMErträge, Unkrautwachstum, Stickstoff Gehalte in Boden und Pflanze, Lichttransmission im Bestand. Förderung: Bundesprogramm Ökologischer Landbau und andere Formen der nachhaltigen Landwirtschaft (BÖLN). FKZ 11OE088; Gesamtlaufzeit des Projektes: Mitte 2013 bis Anfang 2016

30 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenbau 30 Faktorieller Feldversuch am Standort Reinshof als SpaltSpaltanlage zu den Hauptfrüchten Ackerbohnen und Hafer, Durchführung im Jahr 2014 und wiederholt im Jahr Versuchsfaktor Variation Behandlung / Arten 1 Bodenbearbeitung a. wendend (tief) b. reduziert (flach) 2 Unkrautbehandlung a. mechanisch b. unkrautfrei c. unbehandelt 3 Anbauform a. Reinsaaten (zwei) b. Gemenge (zwei) b1. 100:50 b2. 100:20 Ackerbohnen 100% Hafer 100% Hafer 50% Hafer 20% Pflug, Kreiselegge Grubber, Kreiselegge Rollstriegel an UniHacke manuelles Hacken und Jäten keine Regulierung Ackerbohnen 100% bzw. Hafer 100% in alternierenden Reihen: Ackerbohnen 100%, Hafer 50% Ackerbohnen 100%, Hafer 20% = 40 Körner pro m² = 300 Körner pro m² = 150 Körner pro m² = 60 Körner pro m² 12 m Block I H H H AB AB AB W O 1,5 m 4,5 m Ausschnitt aus dem Feldplan Insgesamt 96 Parzellen (hier: 5 bis 8) in vier Feldblöcken (Wiederholungen). Eine Parzelle besteht aus drei Säspuren zu je 1,5 m Breite und 12 m Länge. Pro Parzelle 18 Reihen mit Ackerbohnen (AB, Sorte Fuego) oder Hafer (H, Sorte Scorpion). In Gemengesaaten (100:50 oder 100:20) abwechselnd je eine Reihe Ackerbohnen und eine Reihe Hafer, in der Summe pro Art und Parzelle neun Reihen. Drillrichtung OstWest. Versuchsfaktoren siehe Tab. 1.

31 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung Fachgruppe Genetische Ressourcen und ökologische Züchtung Dr. B. Horneburg, Prof. Dr. H. C. Becker, B. WedemeyerKremer, M. Ruland,, A Pregitzer, C. Erika Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung Tomaten (Lycopersicon spec.) Tomaten sind seit dem Beginn ihrer Verbreitung in Deutschland am Anfang des letzten Jahrhunderts eines der beliebtesten Gemüse geworden. Global sind Tomaten das Gemüse Nr. 1. Im Inland werden im Erwerbsanbau nicht einmal 10% des Bedarfs erzeugt, obwohl sie in (fast) jeder Gärtnerei zunehmend als Qualitätstomaten angebaut werden. Viele Gärtnereien vermarkten in den Monaten April bis Juni Jungpflanzen. Das ökologische FreilandTomatenprojekt] Ein wesentlicher begrenzender Faktor für die Ausweitung der Tomatenproduktion sind die Schwierigkeiten im Freilandanbau. Der Freilandanbau ist Ressourcen schonend und kostengünstig, da Glas oder Folienkonstruktionen und teilweise auch Bewässerung nicht nötig sind. Die Produktion wird jedoch durch die Kraut und Braunfäule (Phytophthora infestans) sehr stark eingeschränkt: Die Erregerrassen befinden sich im Wandel und seit den 1980er Jahren nimmt die Virulenz zu. Die Eigenschaften von 57 Zuchtlinien von Cocktail und Salattomaten aus dem Freiland Tomatenprojekt werden gegen Standardsorten und diverse Genotypen auf Feldresistenz gegen P. infestans, Frühzeitigkeit, Qualität und Ertrag geprüft. Weitere Versuchsorte sind das ökologische Versuchsgut Kleinhohenheim der Universität Hohenheim, eine Fläche von CULINARIS in Ballenhausen, der Versuchsbetrieb Ökologischer Gemüsebau der Bayerischen Landesanstalt für Wein und Gartenbau in Bamberg und der WeidenHof bei Schneverdingen. Eine Gruppe ausgewählter Genotypen wird gemeinsam mit Arche Noah und Bauernparadeiser in Österreich in einem Ringversuch in Österreich an 8 Orten untersucht. Der vereinfachte, vieltriebige Anbau im Göttinger System wird demonstriert. Qualitätsbildung bei Tomaten unter lowinput Bedingungen Gemeinsam mit der Abteilung Qualität Pflanzlicher Erzeugnisse, Prof. Elke Pawelzik Die Qualität von 60 Tomatensorten wird im Jahreslauf anhand der Parameter Farbe, Festigkeit, Zuckerund Säuregehalt analysiert. Ausgewählte Sorten werden sensorisch untersucht. Es werden 8 Wiederholungen mit je 1 Pflanze bei moderater Bewässerung und Düngung im Überdachten Feldanbau angebaut, einem System, dass die wichtigsten aktuellen Krankheiten (Phytophthora, Cladosporium) ausschließt. Die Sorten decken das Spektrum von sehr alten historischen Sorten bis zu den jüngsten ökologischen und konventionellen Sorten für Freiland, Folientunnel, beheizten Anbau und erdefreie Kultur ab. Alle Sorten wurden bzw. werden in Deutschland angebaut. Folgende Fragestellungen werden bearbeitet: Gibt es genotypische Qualitätsunterschiede unter lowinput Bedingungen? Kann diese Eigenschaft züchterisch genutzt werden? Hängt die Qualität von der Züchtungsumwelt ab?

32 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung 32 Linse (Lens culinaris Medik) Standortspezifische Populationsentwicklung durch natürliche Selektion Im Zusammenhang mit der Erhaltung und Nutzung von genetischen Ressourcen wird neben der Lagerung von Samen in Genbanken ('exsitu') zunehmend die Bedeutung eines kontinuierlichen Anbaus ('onfarm') betont. Es gibt aber kaum Untersuchungen dazu, inwieweit und wodurch es dabei zu einer evolutiven Anpassung der Sorten an bestimmte Umweltbedingungen kommt. Drei Fragen werden untersucht (Lageplan siehe GetreideZuchtgarten): Sind durch natürliche Selektion innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums von 10 Generationen Veränderungen zu erwarten und kommt es dabei zu einer standortspezifischen Anpassung? Selektionen von 3 Höfen (Reinshof, Schönhagen, Tangsehl) von 3 GenbankAkzessionen werden an allen 3 Orten in den Generationen 1, 5 und 10 in 5 m²parzellen mit 4 Wiederholungen geprüft. In den Generationen 1 und 10 wird die Diversität anhand von jeweils 100 Nachkommenschaften erfasst. Welche Rolle spielt eine unterschiedliche Wasserversorgung bei standortspezifischer Differenzierung? In mobilen rainout sheltern wird jeweils die Generation 10 mit und ohne Trockenstress geprüft. Welche Bedeutung hat die Samengröße für die natürliche Selektion? In 6 Generationen auf große bzw. kleine Samen selektierte Populationen werden in Parzellen und mit Nachkommenschaften im Vergleich mit natürlicher Auslese untersucht. Anpassungsfähige Populationen Vier genetisch diverse Populationen (aus je 20 F3Linien bzw. 4 F8Linien) unterliegen seit 2014 an je vier Orten in Deutschland und Kanada in 10 m²parzellen der natürlichen Auslese. Untersucht werden soll das Anpassungspotenzial. In Zusammenarbeit mit der University of Saskatchewan und dem KeyserlingkInstitut. Mais (Zea mays L.) Methoden zur züchterischen Verbesserung von Maispopulationen für den ökologischen Landbau Als Ausgangsmaterial dienen 3 unterschiedlich strukturierte FuttermaisPopulationen: Eine verbesserte Landsorte (Forschung & Züchtung Dottenfelderhof), eine Population entwickelt aus Land und Hybridsorten (Forschung & Züchtung Dottenfelderhof) und eine Population entwickelt aus aktuellen Hybridsorten (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft). Zur Verbesserung der züchterischen Entwicklung von Populationssorten werden drei Methoden verglichen: Die relativ neue Methode der Haploidenselektion, positive Massenauslese und die S1Selektion. In diesem Jahr werden auf dem Reinshof und dem Dottenfelderhof je Population 150 S1 Nachkommenschaften in 2 Wiederholungen selektiert (Lageplan siehe MaisZuchtgarten). In Zusammenarbeit mit Forschung & Züchtung Dottenfelderhof.

33 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung Rapszuchtgarten Dr. C. Möllers, Prof. H. Becker, M. Ghanbari, E. Heinrich, J.C. Richter, D. Kaufmann, G. Miotke Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung 14.1 Zielsetzung Für die heutige Anbaubedeutung von Raps hat die Pflanzenzüchtung wie bei kaum einer anderen Fruchtart eine zentrale Rolle gespielt. Erst durch die Entwicklung von erucasäurefreien Sorten mit niedrigem Glucosinolatgehalt konnte der Rapsanbau seine heutige Bedeutung erlangen. In Deutschland hat das Göttinger Institut dabei durch die Arbeiten von Prof. G. Röbbelen, Prof. W. Thies, und zahlreicher Doktorandinnen und Doktoranden eine wichtige Rolle gespielt. Heute gilt Rapsöl als das wertvollste pflanzliche Öl für die menschliche Ernährung. Gleichzeitig ist Raps heute neben Energiemais der wichtigste pflanzliche Rohstoff zur Erzeugung von Bioenergie in Deutschland, etwa die Hälfte des Rapsöls wird zur Herstellung von Biodiesel verwendet. Darüber hinaus ist das Rapsschrot die wichtigste einheimische Eiweißquelle für die Tierernährung Fragestellungen Eine weitere züchterische Verbesserung von Samenqualität, Ertragshöhe und Ertragssicherheit soll erreicht werden durch: Erweiterung der genetischen Variation durch "Resynthesen" (= Rapsformen aus Kreuzung zwischen Rübsen und Kohl) Verbesserung der StickstoffAufnahme und Verwertung Erweiterung der genetischen Variation durch Kreuzung mit chinesischem Material Erhöhung des Ölgehaltes durch weite Kreuzungen, markergestützte Selektion und Entwicklung von Substitutionslinien Phänotypisierung von Pflanzenbeständen unter Feldbedingungen durch Messung der elektrischen Wurzelkapazität und von hyperspektraler Reflektion Untersuchungen zur Überwinterung und zum optimalen Blühzeitpunkt Bestimmung des Vernalisationsbedarfs durch Beobachtung der Pflanzenentwicklung nach einer Frühjahrsaussaat Methodische Vorgehensweise Auf einer Fläche von etwa 3 ha werden angebaut: Parzellenversuche zur Ertragsfeststellung; Parzellengröße 10,5 m², meist Anlage als Gitterversuche mit 2 Wiederholungen; teilweise zweistufige Prüfungen mit unterschiedlicher N Düngung (ungedüngt und optimale NVersorgung); insgesamt etwa 320 Parzellen Beobachtungsanbau zum Erfassen agronomischer Merkmale Anbau in Einzelreihen, Doppelreihen oder vierreihigen Kleinparzellen (3,75 m²); insgesamt etwa 2800 Doppelreihen; Teilweise Isolierung selektierter Pflanzen unter Tüten zur Vermeidung von Fremdbefruchtung.

34 LP 1 P 2 Zwerge Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung Raps Zuchtgarten 2014/15 N 34 Block 1 Gelbsamige Block 2 MOHILA Block 3 Expressx Charly Block 4 Frühjahrssaat I LP 3 LP Halb Zwerg LP Halb Zwerg Ausgleich Block 5 Frühjahrssaat II N1 N0 H

35 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung Ackerbohnenzuchtgarten apl. Prof. W. Link, L. Brünjes, R. Martsch Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung Die Ackerbohne (Fababohne, Pferdebohne, field bean, horse bean, féverole, haba, Vicia faba L.) ist eine traditionelle Hülsenfrucht (grain legume, pulse) der Alten Welt. Sie wird weltweit in gemäßigten und semiariden Klimaten angebaut. Genutzt werden unreife & reife Samen als Nahrungsmittel & Futter. Interessant ist der SamenProteingehalt (30%) & die hohe SymbioseLeistung (>100kg N/ha). Die Ackerbohne wird auch wegen ihres hohen Vorfruchtwertes angebaut. In Deutschland ist sie dennoch eine sehr wenig verbreitete Ackerfrucht; Anbaufläche 2010 & 2011 ca ha, 2012 & 2013 ca ha. Vergleich: KörnerErbse 2012 & 2013 ca ha, Süßlupinen mit ca ha Anbaufläche. Die mittleren Erträge im Jahr 2012 waren 39 dt/ha bei Ackerbohnen, 31dt/ha bei Erbse und 18dtha bei Süßlupine. Zum Vergleich: Winterraps wurde auf 1,3 Mio. ha angebaut mit 37 dt/ha Ertrag ( Bei unseren wissenschaftlichen Experimenten zu Vicia faba geht es überwiegend darum, die Winterhärte und die weiteren agronomischen Eigenschaften von Winter Ackerbohnen genetisch zu verbessern und die Nutzung von Heterosis (durch die Bestäuberinsekten vermittelt) zu optimieren. Es werden auf der Versuchsstation Reinshof unter anderem folgende Versuche angebaut: Phytometer, zwei Versuche mit Kabinen zur Effizienz verschiedener Bestäuber Synthetic Gen9 und Gen10, Pollenspender für PhytometerVersuche PreBreeding, Sommerbohnen, Evaluierung nachwachsender genetischer Variabilität WeizenDemo, Diploider, tetraploder, hexaploider Weizen, Demo für die Lehre IsolierHäuser, Erhaltung u. Verm. homozygoter Ackerbohnen (Winter + Sommertypen) TopcrossNKTest, Winterbohnen, TopcrossTest mit dem sog. ASatz, N>200 Prüfglieder Schaubeet, Winterbohnen, Demonstration für die Lehre Ertragprüfung Chile, Winterbohnen, Evaluierung nachwachsender Diversität Bestäuber/Bestandesbed., Einfluss der Anbauform auf Bestäuber(effizienz) EUSortenversuch Erbsen Europäischer Sortenversuch mit SommerErbsen Außerdem: weisse IsolierHäuser im Zuchtgarten und grüne Folienhäuser am Institut ; weitere Parzellen als räumliche Isolierung im Rapszuchtgarten, in der weiteren Umgebung (Rosdorf etc, Polycrosse ) und am Institut. Am Eselsweg (Reinshof) wird auf einer Dauerfläche ein DauerVersuch in seinem vierten Jahr zur Frage der so genannten Leguminosenmüdigkeit durchgeführt. Außerdem: die Gruppe Ackerbohnenzüchtung ist am Projekt IMPAC³ beteiligt (Daniel Siebrecht; u.a. WinterAckerbohnen und WinterWeizen als Gemenge; zwei separate Standortete Reinshof, Deppoldshausen).

36 Ertragsprüfung Chile Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung 36 Getreide AboZuchtgarten 2014/2015 N Phytometer Synthetic Gen9 Synthetic Gen10 Linsen Trockenstress Versuche Beobachtung Erbsen Leistungsrpüfung Linsen Phytometer PreBreeding mit NPZ Beobachtung Linsen EUV Erbsen Schaubeete Weizen Weizen Demo Isolier Häuser TopcrossNKTest Schau beet Bestäuber und Bestandesbedingungen Weizen 100 m

37 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung Züchtungsforschung Mais Prof. H. Becker, Dr. B. Horneburg, L. Pfalsdorf, M. Starke, U. Hill, D. Kaufmann, G. Miotke Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung Energiemais Für die Erzeugung von Biogas ist der Anbau von Energiemais von überragender Bedeutung. Eine weitere Ausdehnung des Maisanbaus stößt aber zunehmend auf Widerstände. Ziel dieses Projektes ist es, ein Anbausystem zu entwickeln, in dem Mais in Mischkultur mit Stangenbohnen angebaut wird. Auf diese Weise soll der gleiche Biomasseertrag wie im Reinanbau von Mais erzeugt werden, aber mit positiven ökologischen Nebeneffekten (u.a. Erhöhung der Biodiversität, Förderung von Bestäuberinsekten, Reduktion der mineralischen Stickstoffdüngung). Um den geeignetsten Genotypen der Stangenbohne für den Anbau im Gemenge mit Mais zu identifizieren werden 12 Sorten der Stangenbohnen im Gemenge mit 8 Maishybriden angebaut und die Biomasse der Gemengepartner bestimmt. Der Anbau geschieht in zweireihigen Parzellen mit zwei Wiederholungen, wobei die Aussaat der Bohnen neben den Maisreihen etwa 3 Wochen nach der Maissaat erfolgt. Die pflanzenbauliche Optimierung dieses Anbausystems wird von der Universität KasselWitzenhausen und der Fachhochschule Nürtingen bearbeitet. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der KWS SAAT AG durchgeführt und wird von der FNR (Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe) gefördert. Koppelnutzung Die Verwendung von Pflanzen ausschließlich zur Energieerzeugung wird in der Öffentlichkeit kritisch gesehen. In diesem Projekt wird daher die Möglichkeit untersucht, die Nutzung von Mais als Futter und als Energiequelle zu kombinieren. Vorgesehen ist der Anbau von Körnermais mit gleichzeitiger Nutzung der Restpflanze als Substrat zur Biogaserzeugung. Dies erfordert einen neuen Typ von Körnermais, bei dem zur Körnerreife die Restpflanze noch einen ausreichenden Wasser und Zuckergehalt hat um ein Silieren zu ermöglichen. Angebaut werden 300 Genotypen in zweireihigen Parzellen mit zwei Wiederholungen. Untersuch wird zur Körnerreife das Abreifeverhalten der Restpflanze, insbesondere der Zuckergehalt. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der KWS SAAT AG durchgeführt und wird von der FNR (Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe) gefördert. Verbesserung von Maispopulationen für den ökologischen Landbau Als Ausgangsmaterial dienen 3 unterschiedlich strukturierte FuttermaisPopulationen: Eine verbesserte Landsorte (Forschung & Züchtung Dottenfelderhof), eine Population entwickelt aus Land und Hybridsorten (Forschung & Züchtung Dottenfelderhof) und eine Population entwickelt aus aktuellen Hybridsorten (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft). Zur Verbesserung der züchterischen Entwicklung von Populationssorten werden drei Methoden verglichen: Die relativ neue Methode der Haploidenselektion, positive Massenauslese und die S1Selektion. Je Population werden 150 S1Nachkommenschaften in 2 Wiederholungen angebaut. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit Forschung & Züchtung Dottenfelderhof durchgeführt.

38 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung 38 MaisZuchtgarten 2015 Körnermais Populationsverbesserung Energiemais & Stangenbohnen Koppelnutzungs Mais 900 Parzellen (Körnerernte) 160 Parzellen (Biomasse ernte) 600 Parzellen (Beobachtungsanbau)

39 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenernährung und Ertragsphysiologie Langzeitversuch zur P und KDüngung auf dem Reinshof Prof. Dr. K. Dittert, Dr. B. Steingrobe, Dipl.Ing. agr. R. Hilmer Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abt. Pflanzenernährung und Ertragsphysiologie 17.1 Zielsetzung Trotz einer Vielzahl von Düngungsversuchen ist die ökonomisch optimale und ökologisch verträgliche Düngungshöhe umstritten. Da der Standort beträchtlichen Einfluss auf die Nährstoffdynamik und damit die optimale Düngungshöhe hat, wurde 1983 je ein P und ein KDüngungsversuch von Prof. Dr. A. JUNGK auf dem Auenboden des Leinetales angelegt. Die Untersuchungen zielen darauf ab, die langfristige Dynamik der P und K Speicherung, Umsetzung und Nachlieferung bei langfristig sehr unterschiedlicher Zu und Abfuhr über Ernteprodukte in einer ZuckerrübenWinterweizenWintergersteFruchtfolge zu verfolgen. Dabei werden regelmäßig die Nährstoffgehalte in den Pflanzen (Pflanzenanalyse) und im Boden (LUFAMethoden) analysiert. Im Mittelpunkt stehen die Hypothesen, dass die Nährstoffzufuhr in Höhe der Abfuhr mit den Ernteprodukten zur Erhaltung des Nährstoffgehaltes im Boden ausreicht und dass die Nährstoffmengen in den Ernterückständen bei der Düngebedarfsermittlung vollständig zu berücksichtigen sind. Zu diesem Zweck wurden neben der Düngermenge auch die Düngezeitpunkte und Düngerformen sowie die Zufuhr organischer Substanz (Ernterückstände in Form von Stroh bzw. Rübenblatt) variiert Fragestellung Welches ist die langfristig optimale Düngungshöhe bei hohem Ertragsniveau? Welchen Einfluss hat die Düngerform auf die Düngewirkung? Welchen Einfluss hat die Wahl des Düngungszeitpunktes a) in der Fruchtfolge und b) innerhalb des Jahres (Herbst/Frühjahr)? Welche Wirkungen haben überhöhte Düngergaben? In welchem Maße können die Nährstoffe in den Ernterückständen zur Düngung angerechnet werden? Welches sind die Grenzwerte im Boden und in der Pflanze für eine ausreichende Nährstoffversorgung? Seit 1999: Wie wirkt KlärschlammP im Vergleich zu MineraldüngerP? 12.3 Methodische Vorgehensweisen Das Grundmuster beider Versuche ist gleich. Zunächst gibt es Parzellen (12 x 12 m), in denen alle Ernteprodukte, auch Stroh und Zuckerrübenblatt, vom Feld abgefahren werden (GA). Die damit abgefahrenen P bzw. KMengen werden entweder mineralisch ersetzt oder nicht ersetzt (Nullparzellen). Daneben gibt es die Wirtschaftsweise, dass Stroh und Blatt auf dem Feld verbleiben (SBV). Es erfolgt der 0,5, 1, 3 oder 9fache Ersatz der Abfuhr, oder die Düngung unterbleibt ganz (Nullparzellen). Bei der Wirtschaftsweise "SBV" gibt es weitere Varianten, in denen P bzw. K in der Fruchtfolge (alle 3 Jahre) nur zu den Zuckerrüben gedüngt wird. Bei allen diesen Varianten erfolgt die Düngung im Herbst (P als Triplephosphat, K als 60er Kalisalz). Daneben gibt es Varianten mit der Düngung im Frühjahr. Im KVersuch gibt es ferner eine Düngungsvariante, in der zusätzlich NaCl ausgebracht wird, im PVersuch wird außerdem Hyperphosphat mit geprüft. Aus besonderem wissenschaftlichem Interesse gibt es auf dem P und KVersuch je eine Variante, in der alle Ernteprodukte auf dem Feld verbleiben (GV). Die Tabelle 1 gibt die Versuchsglieder wieder.

40 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenernährung und Ertragsphysiologie 40 Tabelle 1: Versuchsglieder (VG) und Nährstoffgaben des P und KDüngungsversuchs (von 1983 bis einschl. Frühjahr 1995, Änderungen ab Ernte 1995 siehe unten) PVersuch KVersuch VG Düngung Bemerkung VG Düngung Bemerkung (1) (2) (3) (1) (2) (3) GV GV SBV SBV GA GA 4 0,5 28 SBV 4 0,5 35 SBV SBV SBV 6 1,5 85 SBV 6 1,5 105 SBV SBV SBV SBV SBV SBV; Fruchtfdg. zu ZR SBV; Fruchtfdg. zu ZR SBV; Hyperphosphat (+19) SBV; KCl + NaCl (wie Kali grob) SBV; Hyperphosphat GA GA 12 1,5 105 SBV; Frühjahrsdg. 13 1,5 85 SBV; Frühjahrsdg SBV; Klärschlamm (1) 0,5 = 0,5facher Entzug, 1 = 1facher Entzug usw. (2) kg P 2 O 5 /ha bzw. kg K 2 O/ha, kg NaCl/ha (3) G = Gesamtpflanze; V = Verbleib auf dem Feld; SB = Stroh und Blatt; A = wird abgefahren Änderungen ab Herbst 1995: PVersuch: Einstellung der PDüngung auf den Versuchsgliedern 7, 8 und 11. In den Jahren 1999 (erstmalig), 2002, 2005, 2008, 2011 und 2014 Ausbringung von Klärschlamm (aus dem Klärwerk Göttingen) auf die VG 13 und 14 (1999: 288 kg P 2 O 5 /ha, 2002: 5t TM = 149 kg P 2 O 5 /ha, 2005: 5t TM = 143 kg P 2 O 5 /ha, 2008: 5t TM = 372 kg P 2 O 5 /ha, 2011: 5t TM = 476 kg P 2 O 5 /ha, 2014: 5t TM = 573 kg P 2 O 5 /ha), VG 6 erhielt als Kontrolle dazu in diesen Jahren die entsprechende Menge an Triplephosphat. KVersuch: Einstellung der jährlichen KDüngung auf den VG 7, 8 und 12 sowie Einführung der Fruchtfolgedüngung auf diesen VG zu den Zuckerrüben seit Frühjahr Die Versuche wurden in Blockanlagen mit je 4 Wiederholungen angelegt (Abb. 1). Ab Herbst 2005 wurde die Zuckerrübe durch Winterraps in der Fruchtfolge ersetzt..

41 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenernährung und Ertragsphysiologie Block 10 IV Block 2 III Block 1 II Block 7 I , 2,...Parzellennummer 1, 2,...Versuchsglied (VG) P V e r s u c h 50 Block 4 IV Block 8 III Block 11 II Block 8 I , 2,...Parzellennummer 1, 2,...Versuchsglied (VG) Abb. 1: Schema der Anlage des P und KVersuchs

42 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz Untersuchungen zu Fruchtfolgen mit Energiepflanzen als ein Beitrag zur Reduktion von phytomedizinischen Risiken und des Pflanzenschutzmitteleinsatzes im Ackerbau Dr. H.H. Steinmann 1, Dipl. Geogr. S. Stein 1, M. Sc. agr. M. N ditsi 2, Prof. Dr. A. von Tiedemann 2 1 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung ² Dept. Nutzpflanzenwissenschaften, Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz Partner: Universität Rostock (Prof. Dr. B. Gerowitt) Förderer: BMELV (Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, FNR) 18.1 Problemstellung Die großen Ackerbaukulturen in Deutschland (Getreide, Mais und Raps) werden in kurzen, phytomedizinisch problematischen Fruchtfolgen und mit einem entsprechend hohen Pflanzenschutzmitteleinsatz angebaut. Dies gilt überwiegend für den Food wie auch für den NonFoodBereich. Dass der Anbau von Energiepflanzen in der ackerbaulich orientierten Landwirtschaft zunimmt, zeigt sich an Hand aller Statistiken und Prognosen. Hat der wachsende Markt für Nachwachsende Energieträger auch zu einer erfreulichen Entwicklung hinsichtlich der Perspektiven für die agrarische Pflanzenproduktion geführt, so ist die Entwicklung ihrerseits begleitet von verschiedenen Befürchtungen, die vor allem die Intensität einer spezialisierten Produktion, die auftretenden phytomedizinischen Probleme, den dadurch bedingten Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und die Wirkung auf die Agrarbiodiversität betreffen. Unter pflanzenbaulichen und landschaftsökologischen Gesichtspunkten wäre es ungünstig, wenn Energiefruchtfolgen dauerhaft separat von traditionellen Fruchtfolgen, womöglich mit unterschiedlichen regionalen Schwerpunkten etabliert würden. Das Vorhaben widmet sich der Analyse wichtiger fruchtfolgebedingter Probleme derartiger Fruchtfolgen und soll die Chancen des Anbaus von Energiepflanzen für die Auflockerung von engen Fruchtfolgen aufzeigen Untersuchungsschwerpunkte Einfluss von Energiefruchtfolgen auf das Auftreten von Pflanzenkrankheiten Einfluss der Fruchtfolge auf Dichte und Zusammensetzung der Unkrautpopulation Einfluss der Fruchtfolge auf die Notwendigkeit des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln (Schwerpunkt Herbizide) Eignung der Fruchtarten für die energetische Verwendung Identifizierung von Fruchtfolgemustern bei norddeutschen Landwirtschaftsbetrieben 18.3 Methodische Vorgehensweise Das Vorhaben basiert auf Daten von Praxisbetrieben aus Norddeutschland sowie auf Feldversuchen. Im Versuch werden 4 Fruchtfolgen unterschieden (Energiemaisdaueranbau; RapsWeizen; RapsGrünroggenEnergiemaisWeizen; Weizen RapsWeizenGrünroggen Energiemais); jede Frucht wird in jedem Jahr angebaut. Es werden vier verschiedene Pflanzenschutzkonzepte ausgeführt, die sich am Bedarf der jeweiligen Fruchtfolgen orientieren. Ein Versuchsstandort befindet sich auf dem Schlag Große Lage der Versuchswirtschaften, ein weiterer in Rostock. Der Versuch wurde 2009 eingerichtet.

43 43 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz Energiepflanzenfruchtfolgen, Versuchsplan Große Lage, Göttingen Weende Fruchtfolge und Feldfrucht in 2015 (in Klammern Vorfrucht). FF 4 F W (R a) FF 3 SW (Mai s) FF 1 Mai s (Mai s) FF 3 ZM a (R a) FF 2 F W (R a) FF 4 SW (Mai s) FF 2 Ra ps (F W) FF 4 Ra ps (S W) FF 3 Ra ps (S W) FF 4 ZM a (F W) FF 3 Ra ps (S W) FF 4 SW (Mai s) FF 4 ZM a (F W) FF 2 F W (R a) FF 4 Ra ps (S W) FF 3 S W (M a) FF 1 Mai s (Mai s) FF 3 ZM a (R a) FF 4 F W (R a) FF 2 Ra ps (F W) Hier Basislinie: Straße von der Kläranlage Göttingen zum Kompostwerk. Parzellenbreite 7,5 m. Nordrichtung Fruchtfolgen Versuchsglieder FF 1 Maisdaueranbau Situationsbezogener Pflanzenschutzmitteleinsatz

44 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz Effizienz der Biocontrolorganismen Fusarium oxysporum F2 (FoF2) und Verticillium tricorpus 1808 (Vt1808) gegen Verticillium longisporum in Winterraps unter Feldbedingungen D. T. Lopisso, M. Siebold, A. von Tiedemann Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz V. longisporum ist ein vaskuläres Pathogen in Winterraps. Die Kontrolle der Krankheit ist schwierig, da das Pathogen bodenbürtig ist und Überdauerungsstrukturen bildet, die lange im Boden überliegen können. Momentan ist die einzige Managementoption der Anbau resistenter Genotypen. Es ist daher unverzichtbar nach weiteren Managementstrategien zu suchen, die neben dem Anbau von resistenten Sorten einfach sowohl in konventionelle und organische Anbausysteme integriert werden können Zielsetzung Untersuchungen zum Potential zweier pilzlicher Antagonisten hinsichtlich einer Krankheitsreduktion und Ertragseffekte in Winterraps unter Feldbedingungen Methodische Vorgehensweise Die Effizienz der Antagonisten wird anhand von Saatgutfomulierungen mit Fusarium oxysporum F2 (FoF2) und Verticillium tricorpus 1808 (Vt1808) an resistenten und anfälligen Winterapssorten untersucht. Als Kontrollen werden unbehandelte und TMTDbehandelte Varianten mitgeführt (s. Versuchsdesign). Die Inokulationen und die Aussaat wurden am durchgeführt. V. longisporum Inokulum wurde in Form von gemüllerten, infizierten Stoppeln in einer Menge von 15g/m 2 ausgebracht und vor der Saat mit einer Egge eingearbeitet. Die Aussaatstärke betrug 60 Samen /m 2. Der antagonmistische Effekt der pilzlichen Antagonisten auf den Krankheitserreger V. longisporum wird über qpcr in unterschiedlichen Wachstumsstadien erfasst. Zudem werden ertragsrelevante Parameter erfasst.

45 Block I I Block IV Block II Block III Department für Nutzpflanzenwissenschaften Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz 45 Design BioCon Feldversuch 2014/15 Falcon Falcon Falcon FG FG FG YP SP YP = Ertragsparzelle SP = Probenahmeparzelle 1 to 12 = Behandlung I to V = Block/Wdh. Block V Block VI Behandlung Bezeichnung Variantenbeschreibung 1 KWS66 UT KWS66 / unbehandelt 2 KWS174 UT KWS174 / unbehandelt 3 Falcon UT Falcon / unbehandelt 4 KWS66 TMTD KWS66 / TMTD 5 KWS174 TMTD KWS174 / TMTD 6 Falcon TMTD Falcon / TMTD 7 KWS66 Fo KWS 66 / FoF2 8 KWS174 Fo KWS174 / FoF2 9 Falcon Fo Falcon / FoF2 10 KWS66 Vt KWS66 / Vt KWS174 Vt KWS174 / Vt Falcon Vt Falcon / Vt1808

46 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz Einfluss der Fruchtfolge auf die Entwicklung von Pilzkrankheiten, Schädlingen und Unkräutern im Raps Prof. Dr. A. von Tiedemann, Dr. B. Koopmann, Dr. B. Ulber Dept. Nutzpflanzenwissenschaften, Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz 20.1 Zielsetzung Der FruchtfolgeDauerversuch besteht seit Es werden Pflanzenschutzprobleme untersucht, die durch eine Ausweitung des Rapsanbaus entstehen. Im Mittelpunkt der Beobachtungen steht dabei das Auftreten von Pilzkrankheiten am Raps. Es werden aber auch Entwicklungen im entomologischen und herbologischen Bereich erfaßt. Aus den Ergebnissen können Empfehlungen für die Entwicklung von Rapsfruchtfolgen abgeleitet werden. Der Versuch dient insbesondere als Demonstrationsversuch in der Lehre für Studierende im Bachelorstudium Agrarwissenschaften/Pflanzenproduktion Fragestellungen Einfluss der Fruchtfolge auf das Infektionspotential von Phoma lingam, Sclerotinia sclerotiorum und Verticillium longisporum Einfluss der Fruchtfolge auf den Befallsbeginn und die Befallsstärke verschiedener Schadinsekten an Winterraps Einfluss der Fruchtfolge auf Dichte und Zusammensetzung der Unkrautpopulation. Einfluss der Fruchtfolge auf die Erträge, die Bestandesentwicklung und den Nährstoffvorrat im Boden 20.3 Methodische Vorgehensweise Es werden vier verschiedene Fruchtfolgen mit einem Rapsanteil von 25%, 33%, 50% und 100% gegenübergestellt. (vgl. Versuchsplan) Die Bodenbearbeitung ist generell nichtwendend. Bestandesentwicklung, NVorrat im Boden, Verunkrautung, Schädlings und Krankheitsbefall und Überdauerungsstrukturen der Pathogene im Boden und auf der Bodenoberfläche sowie die Erträge werden erfasst. Versuchsstandort: UniversitätsNordgebiet (nördlich OttoHahnStrasse): Süd Nord Fruchtfolgeversuch Var.1 Var.2 Var.3 Var.4 Var.2 Var.3 Var.1 Var.4 Var.2 Var.4 Var.1 Var.3 12 Hafer 12 SW 12 WR 12 SR 12 SW 12 WR 12 Hafer 12 SR 12 SW 12 SR 12 Hafer 12 WR 13 WG 13 WG 13 WW 13 WR 13 WG 13 WW 13 WG 13 WR 13 WG 13 WR 13 WG 13 WW 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 14 WR 15 WW 15 WW 15 WW 15 WR 15 WW 15 WW 15 WW 15 WR 15 WW 15 WR 15 WW 15 WW Var.1 Raps 4jährig Var.2 Raps 3jährig Var.3 Raps 2jährig Aussaat: WRaps: Sorte: Visby 60 Körner / m ² Var.4 Raps 1jährig Aussaat: WWeizen: Sorte: Toras 300 Körner / m ²

47 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz Resistenzbewertung von Rapssorten gegen Erreger der Wurzelhals und Stängelfäule Phoma lingam D. Vorbeck, H. Reintke, M. Winter, B. Koopmann Dept. Nutzpflanzenwissenschaften, Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz 21.1 Zielsetzung Im Rahmen von Feldversuchen werden verschiedene Winterrapssorten vergleichend auf ihre PhomaResistenz untersucht und bewertet. Hierbei werden im Parzellenanbau Sorten mit verschiedenen monogenen Resistenzen getestet. Die Testung der Sorten erfolgt unter natürlichen Befallsbedingungen sowie unter erhöhtem Befallsdruck, der durch das Ausbringen phomainfizierter Rapsstoppel erzeugt wird. Die Anfälligkeiten der Sorten sowie Ertragseffekte (Korn und Ölertrag) sollen im Vergleich zu einer PhomaGesundvariante ermittelt werden Fragestellungen Einfluss des StoppelInokulums auf den Befall Effektivität der verschiedenen PhomaResistenzen im Vegetationsverlauf Auftreten von resistenzbrechenden PhomaIsolaten Infektionseffekte hinsichtlich Korn und Ölertrag 21.3 Methodische Vorgehensweise Acht Rapssorten (NKBravour [6], Exocet (Rlm7), Caiman (Rlm7), Berliozz (LepR3), Visby [4], Elektra [6], Lorenz [6] und Shepra [5]) mit unterschiedlicher PhomaEinstufung des Bundessortenamtes (in eckiger Klammer, Beschreibende Sortenliste 2011) und Ausstattung mit monogenen PhomaResistenzen (in runder Klammer) werden angebaut. Der Befallsdruck soll mit der Ausbringung von Stoppelresten erhöht werden. Diese Variante wird mit unbehandelten Parzellen verglichen, die der Erfassung des natürlichen Befallsdruckes dienen. Weiterhin wird eine Gesundvariante geführt, die eine regelmäßige Fungizidbehandlung mit einem Azol/Carbendazim Fungizid (ERIA, ca. alle 3 Wochen) erfährt. Das Fungizid wurde dahingehend ausgewählt, dass keine ertragsrelevanten physiologischen Nebenwirkungen zu berücksichtigen sind. Der Versuch wird über die Vegationsperiode beprobt, um die Krankheitsdynamik zu erfassen. Die Pflanzenentnahme erfolgt aus Probenahmeparzellen: Parallel dazu wurden Ernteparzellen für Ertragserhebungen angelegt. Der Versuch umfasst 24 Versuchsglieder (8 Sorten * 3 Behandlungen), die in vierfacher Wiederholung angelegt wurden. Die Parzellengröße (Summe aus Beprobungs und Beerntungsparzelle) umfasst 2,5m*9,8 m = 24 qm, die reine Versuchsfläche beträgt somit 576 qm.

48 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Allgemeine Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz 48 Versuchsanlage: Parzelle A B C D E F G H 24 Fahrgasse Fahrgasse A B C D E F G H Legende: Variante Sorte Behandlung Variante Sorte Behandlung 1 NKBravour Kontrolle 13 Visby ERIA 2 Exocet Kontrolle 14 Elektra ERIA 3 Caiman Kontrolle 15 Lorenz ERIA 4 Berliozz Kontrolle 16 Sherpa ERIA 5 Visby Kontrolle 17 NKBravour Stoppel 6 Elektra Kontrolle 18 Exocet Stoppel 7 Lorenz Kontrolle 19 Caiman Stoppel 8 Sherpa Kontrolle 20 Berliozz Stoppel 9 NKBravour ERIA 21 Visby Stoppel 10 Exocet ERIA 22 Elektra Stoppel 11 Caiman ERIA 23 Lorenz Stoppel 12 Berliozz ERIA 24 Sherpa Stoppel

49 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Abteilung Agrarökologie Untersuchungen der Insektengemeinschaften in Gärten und der Einfluss der angrenzenden Umgebung (Stadt vs. Agrarlandschaft) auf die Insektenvielfalt H. Reininghaus, K. Udy, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Agrarökologie 22.1 Zielsetzung Städte wachsen immer weiter und verdrängen damit natürlich Lebensräume von Insekten. In unserer Studie untersuchen wir, ob Gärten Lebensräume für Insektengemeinschaften bieten können. Insbesondere Hausgärten haben eine vielfältige Struktur an Bäumen, Blumen und Rasenflächen. Wie sich Insektengemeinschaften in der Stadt im Vergleich zu diesen in naturnahen Lebensräumen entwickeln und wie diese von der Umgebung der Stadt beeinflusst werden, ist erst wenig untersucht worden. Grundgedanke unseres Projekts ist es den Einfluss der Umgebung auf Insekten in Gärten in der Stadt und in Dörfern zu untersuchen. Außerdem werden die gleichen Experimente in isolierten Gärten im Agrarland und in Grünstreifen entlang von Feldern durchgeführt. Zwei unserer Grünstreifen liegen nahe des Klostergutes Marienstein und in der Nähe des Klostergutes Reinshof. Experiment 1: Hummelverhalten in der Stadt und im Agrarland Fragestellung: Wie wirkt sich die Pflanzenzusammensetzung in der Umgebung des Hummelnestes auf das Verhalten der Hummeln aus? Anfang Mai wird auf jeder Fläche ein Erdhummelnest (Bombus terrestris) aufgestellt, das aus bis zu 100 Individuen besteht. Fluoreszierendes Pulver wird im Ausgang des Hummelnestes angebracht und bleibt beim Verlassen des Nestes an den Hummeln hängen. Bei jedem Blütenbesuch bleibt ein Teil des Pulvers an den Blüten zurück. Der Rückstand wird in der Dunkelheit mit UVLampen sichtbar gemacht. Damit kann das Bewegungsmuster der Hummeln im Garten nachvollzogen werden. Für weitere Untersuchungen wird der von Hummeln gesammelten Pollen aufbewahrt. Experiment 2: Netzwerkstudie Fragestellung: Beeinflusst die Stadtgröße und die Umgebung die Insektenzusammensetzung in kleinen Blühflächen? Auf jeder Fläche wird eine Bienenweide ausgesät, die aus einer Mischung aus Nutzund Wildpflanzen zusammengesetzt ist. Diese wir in einem Bereich von 80x80 cm im April ausgebracht und wird voraussichtlich im Juli blühen. Zur Zeit der Blüte werden morgens und nachmittags Beobachtungen an der Wiese durchgeführt. Die Nahrungsnetze und Interaktionen innerhalb der Blühfläche werden untersucht.

50 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Abteilung Agrarökologie Studentisches Praktikum zum Randeffekt auf Pflanzen, Tiere und ökologische Prozesse in an Wald grenzende ökologisch und konventionell bewirtschaftete Weizenfelder H. Schlinkert, Prof. T. Tscharntke, Department für Nutzpflanzenwissenschaft, Abteilung Agrarökologie 23.1 Zielsetzung und Fragestellung Als eine der Hauptursachen für den Rückgang der Artenvielfalt gilt die Intensivierung der Landwirtschaft. Die intensive Bewirtschaftungsweise mit Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und der Verlust von permanenten Randstrukturen durch die Vergrößerung von Feldern führen oft zu einer arten und individuenärmeren Flora und Fauna der landwirtschaftlich genutzten Flächen. Dabei spielen insbesondere viele Wirbellosenarten in ihrer Funktion als natürliche Gegenspieler von Schadinsekten oder als Bestäuber von Nutzpflanzen eine bedeutende Rolle für eine nachhaltige Landwirtschaft. Im Rahmen des studentischen Praktikums Agrarökologie und Biodiversität führen Studenten in Kleingruppen Versuche durch, mit denen sie den Einfluss von Wald auf die Biodiversität von Pflanzen, Tieren und ökologische Prozesse in angrenzenden Weizenfeldern untersuchen. Es soll festgestellt werden, ob Wald als permanente Struktur als Besiedlungsquelle von Schädlingen und Nützlingen dient und wie weit diese Randeffekte in die Felder hineinreichen. Dabei werden ökologisch und konventionell bewirtschaftete Weizenfelder miteinander verglichen, um einerseits den Einfluss der Bewirtschaftungsweise auf den Randeffekt zu untersuchen, und andererseits um Unterschiede zwischen ökologisch und konventionell bewirtschafteten Weizenfeldern hinsichtlich der Biodiversität von Pflanzen und Tieren, sowie hinsichtlich ökologischer Prozesse zu veranschaulichen 23.2 Methodisches Vorgehen Auf dem Versuchsgut Deppoldshausen werden Anfang Juli ökologisch und konventionell bewirtschaftete Weizenfelder jeweils am Feldrand und im Feldinneren mit unterschiedlichem Abstand zum Rand beprobt. Mit Hilfe verschiedener Methoden (Bodenfallen, Lebendmausefallen, Kescherfänge, Gelbschalen, Vegetations, Spinnennetz, Schädlings und Nützlingsaufnahmen, Fraßdruckexperimente) werden Diversität von Pflanzen und Tieren sowie ökologische Prozesse am Rand und im Inneren der Weizenfelder erfasst. Es soll dadurch herausgefunden werden, welchen Effekt angrenzender Wald auf die unterschiedlichen Organismengruppen im Weizenfeld hat und wie weit der organismenspezifische Randeffekt jeweils in das Weizenfeld hineinreicht. Ob diese Effekte von der Bewirtschaftungsweise des Weizenfelds abhängig sind, wird ein Vergleich der Randeffekte in ökologisch und konventionell bewirtschafteten Feldern zeigen. Zusätzlich wird der Unterschied zwischen ökologisch und konventionell bewirtschafteten Feldern bzgl. ihrer assoziierten Flora, Fauna und ökologischen Prozesse veranschaulicht werden. Unabhängig von der Fragestellung vollziehen die Studenten dabei durch die relativ eigenständige Versuchsdurchführung den Prozess einer wissenschaftlichen Untersuchung nach. Sie lernen verschiedene Organismengruppen und deren Funktionen in der Agrarlandschaft kennen und erhalten Einblicke in unterschiedliche Methoden, diese zu untersuchen. In gemeinsamen Präsentationen und Diskussionen werden die Ergebnisse zusammengeführt

51 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Arbeitsgruppe Graslandwissenschaft Versuchs und Demonstrationsfläche Agroforst Prof. Dr. J. Isselstein 1, Prof. Dr. N. Lamersdorf 2, PD Dr. M. Potthoff 3 1 Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Graslandwissenschaften; 2 Büsgen Institut, Abteilung Pedologie der gemäßigten Zonen, 3 Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung, Sektion Landwirtschaft und Umwelt 24.1 Zielsetzung und Fragestellung Als gemeinsames Lern und Versuchsprojekt haben die Fakultäten für Agrar und Forstwissenschaften 2011 ein modernes sogenanntes Alleycropping Agroforstsystem auf dem Schlag Tannenberg etabliert. Es sollen Wechselwirkungen zwischen den Ackerfrüchten und den streifig angelegten Baumreihen untersucht werden. Langfristig werden in studentischen Projekt, Bachelor und auch Masterarbeiten eine Vielzahl unterschiedlicher Fragestellungen von der Agrarökologie bis in die Ökonomie bearbeitet werden können. Die Fläche dient dem Modul Agroforst im BSc.Studiengang Ökosystemmanagement als Arbeitsgrundlage (WS, 5. Fachsemester). Agroforstsysteme werden als tragfähige Optionen landwirtschaftlicher Flächennutzung diskutiert und ihr Flächenanteil steigt stetig. Mit der Einrichtung dieser Versuchs und Demonstrationsanlage werden die Fakultäten dieser Entwicklung gerecht und zielgerichtetes experimentelles Arbeiten wird ermöglicht Versuchsaufbau und methodisches Vorgehen Auf dem Schlag werden neben der normalen Ackerkultur vier Baumreihen etabliert (Abb. 1). Die Ackerstreifen sind 24m breit. Die Baumreihen, bestehend aus Pappeln und Weiden, werden als Doppelreihen angelegt und wie Kurzumtriebsplantagen zur Energieholzproduktion bewirtschaftet. D.h. die Bäume werden alle 39 Jahre auf den Stock gesetzt und treiben dann erneut aus. Im März 2011 wurden am Oberhang in allen Reihen jeweils Pappelruten gepflanzt. Am Mittel und Unterhang wurden Stecklinge (Weide und Pappel) gesetzt (Abb. 2). Die Baumreihen haben eine Breite von 6,75 m und unterschiedliche Längen gemäß dem Schlagzuschnitt. Die Bäume werden in folgenden Abständen gepflanzt: Weide: 3 Doppelreihen mit einem Pflanzverband von 75 x 75 cm innerhalb einer Doppelreihe und 150 cm Abstand zwischen den Doppelreihen und jeweils 75 cm Abstand nach außen / zum Acker (i.e. 3 x x x 75 = 657 cm) Pappel: 3 Doppelreihen mit einem Pflanzverband von 75 x 100 cm innerhalb einer Doppelreihe und 150 cm Abstand zwischen den Doppelreihen und jeweils 75 cm Abstand nach außen / zum Acker (i.e. 3 x x x 75 = 657 cm) Pappelruten: 3 Reihen mit einem Pflanzverband von 150 x 50 cm und jeweils 188 cm Abstand nach außen / zum Acker (i.e. 2 x x 188 = 656 cm)

52 Department für Nutzpflanzenwissenschaften Arbeitsgruppe Graslandwissenschaft 52 Abb1: Schlag Tannenberg, Lage der Baumreihen. Oberhang Mittelhang 140 m 162 m Unterhang 187 m 206 m Pappelrute Pappel Abbildung 2: Pflanzschema der Baumreihen.

53 Institut für Zuckerrübenforschung Wertprüfung der Rhizoctoniaresistenz von Zuckerrüben Dr. C. Buhre Institut für Zuckerrübenforschung, Göttingen 25.1 Zielsetzung Der Erreger der Späten Rübenfäule (Rhizoctonia solani) hat eine hohe Bedeutung in einigen Gebieten des Zuckerrübenanbaus. Über die Zuckerrübenzüchtung wurden (teil)resistente Sorten entwickelt, die im Vergleich zu einer anfälligen Sorte unter Befallsbedingungen deutliche Ertragsvorteile haben. Die Erfassung der Resistenz gegenüber Rhizoctonia solani erfolgt dabei in der Wertprüfung durch das Bundessortenamt nur über die Bonitur des Befalls und die Zählung der abgestorbenen Pflanzen. Eine Ertragsfeststellung findet nicht statt VFragestellungen Abschätzung des Resistenzniveaus von Sorten unter künstlichem Befall mit Rhizoctonia solani im Vergleich zu zwei anfälligen Sorten Methodische Vorgehensweise Die Versuche werden als vollständig randomisierte Blockanlagen mit 16 Sorten in vierfacher Wiederholung angelegt. Im Jahr 2015 umfasst die Versuchsserie 8 Orte. Ein Versuchsstandort liegt auf der Fläche Ützenpöhlen in Göttingen. Der Versuch wird mit 100 kg/ha Gerste inokuliert. Versuchsanlage : Lateinisches Rechteck in 4 Wiederholungen Parzellennummer: Randomisationsplan : Besichtigung am: IV IV III III II II [Wdh] I I [Wdh]

54 Institut für Zuckerrübenforschung Sortenversuch zur Rhizoctoniaresistenz von Zuckerrüben Dr. C. Buhre Institut für Zuckerrübenforschung, Göttingen 26.1 Zielsetzung Der Erreger der Späten Rübenfäule (Rhizoctonia solani) hat eine hohe Bedeutung in einigen Gebieten des Zuckerrübenanbaus. Über die Zuckerrübenzüchtung wurden (teil)resistente Sorten entwickelt, die im Vergleich zu einer anfälligen Sorte unter Befallsbedingungen deutliche Ertragsvorteile haben. Da aus verschiedenen Regionen Deutschlands für die Beratung Ertragsergebnisse unter Befallsbedingungen benötigt werden, werden in diesem Versuch, im Gegensatz zur Wertprüfung, zugelassenen Sorten auch auf ihr Ertragsverhalten unter Befall getestet Fragestellungen Abschätzung des Resistenzniveaus und der Ertragsreaktion von zugelassenen Sorten unter künstlichem Befall mit Rhizoctonia solani im Vergleich zu anfälligen Sorten Methodische Vorgehensweise Die Versuche werden als vollständig randomisierte Blockanlagen mit 10 Sorten in vierfacher Wiederholung angelegt. Im Jahr 2014 umfasst die Versuchsserie 5 Orte. Ein Versuchsstandort liegt auf der Fläche Ützenpöhlen in Göttingen. Der Versuch wird mit 50 kg/ha Gerste inokuliert. Versuchsanlage : Lateinisches Rechteck in 4 Wiederholungen Parzellennummer: Randomisationsplan : Besichtigung am: IV IV III II [Wdh] I [Wdh]

55 Institut für Zuckerrübenforschung Einfluss der Bodenstruktur auf das RhizoctoniaInokulumpotential im Boden und den RhizoctoniaBefall von Zuckerrüben Dr. H. J. Koch, S. Schulze, Institut für Zuckerrübenforschung, Göttingen 27.1 Zielsetzung Physikalische und chemische Bodeneigenschaften können in Verbindung mit den Witterungsbedingungen erheblichen Einfluss auf den Befall von Ackerkulturen mit Rhizoctonia solani haben. Eine präzise Beschreibung der relevanten Bodeneigenschaften und deren Quantifizierung im Hinblick auf das Befallsgeschehen steht jedoch noch aus. Ziel des Feldversuchs ist es deshalb, den Einfluss physikalischer und chemischer Bodeneigenschaften (Bodentemperatur, Kenngrößen der Bodenstruktur und feuchte) auf das RhizoctoniaBodeninokulumpotential und den RhizoctoniaBefall von Zuckerrüben im Feld zu erfassen Methodische Vorgehensweise In Göttingen befindet sich der Feldversuch auf dem Schlag Europaallee, ein weiterer Versuch wird in Niederbayern durchgeführt. Der Versuch ist als Spaltanlage mit 4 Wiederholungen angelegt: Nach der Variation der Bodenstruktur durch differenzierte Bodenbearbeitung, dem Anbau der Rhizoctoniaanfälligen Wirtspflanze Mais (mit & ohne vorheriger Inokulation mit Gerste) und der Variation des Maisstrohs (abgefahren bzw. belassen zur Steigerung und Homogenisierung des Inokulumpotentials) im Vorbereitungsjahr, werden im Versuchsjahr 2015 Zuckerrüben als Prüffrucht angebaut. Dabei werden zusätzlich die Zuckerrübensorte (resistent und anfällig) sowie der Erntetermin variiert.

56 10 m Institut für Zuckerrübenforschung 56 Bodenbeprobung (Stechzylinder) im Frühjahr zum Erfassen relevanter Eigenschaften der Bodenstruktur. Der RhizoctoniaBefall wird durch regelmäßige Befallsbonituren an Zuckerrübe und Ackerbohne als weitere Indikatorpflanze evaluiert. An den Ernteterminen werden zudem Ertrags und Qualitätsparameter der Zuckerrüben erhoben. Darüber hinaus werden kontinuierlich Bodenfeuchte und Bodentemperatur mit Hilfe von Datenloggern aufgezeichnet und hinsichtlich ihres Einflusses auf das RhizoctoniaBodeninokulumpotential und den Befall von Zuckerrüben ausgewertet. Randomisationsplan für den Schlag Europaallee